T 2966

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE CIENCIAS PURAS Y NATURALES
CARRERA DE INFORMÁTICA
TESIS DE GRADO
“ROBÓTICA EDUCATIVA COMO HERRAMIENTA
DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE
DE MATEMÁTICAS PARA 5TO DE PRIMARIA”
PARA OPTAR AL TÍTULO DE LICENCIATURA EN INFORMÁTICA
MENCIÓN: INGENIERÍA DE SISTEMAS INFORMÁTICOS
POSTULANTE: REYNALDO TAMBO HUCHANI
TUTOR METODOLÓGICO: M.Sc. JORGE HUMBERTO TERÁN POMIER
ASESORA: Lic. CARMEN ROSA HUANCA QUISBERT
LA PAZ – BOLIVIA
2015
 
 UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS 
 FACULTAD DE CIENCIAS PURAS Y NATURALES 
 CARRERA DE INFORMÁTICA 
 
 
 
 
 
 
 
LA CARRERA DE INFORMÁTICA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS PURAS Y 
NATURALES PERTENECIENTE A LA UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS 
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i
DEDICATORIA
El presente trabajo lo dedico con todo cariño a Dios que
me da la oportunidad de vivir y me ha brindado la
fortaleza necesaria para seguir adelante, sin su bendición
nada habría sido posible.
ii
AGRADECIMIENTOS
A Dios por la vida y salud, por los triunfos, momentos difíciles y la fortaleza
para salir adelante.
Un agradecimiento muy especial a la Universidad Mayor de San Andrés en
especial a la Carrera de Informática que me dio la oportunidad de formar parte
de ella.
Un sincero agradecimiento al M.Sc. Jorge Terán Pomier por sus sugerencias
para estructurar la Tesis de Grado, también expresar mi agradecimiento a la Lic.
Carmen Huanca Quisbert por su colaboración, por sus consejos constantes, por
sus ideas y sugerencias en la presentación de esta investigación y a todos los
decentes de la Carrera de Informática.
Gracias, que Dios les Bendiga a todos…
iii
RESUMEN
A través de la Robótica Educativa como una herramienta didáctica es posible apoyar los
procesos de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes de nivel primaria en Bolivia como se
ha demostrado en la investigación realizada aplicando un robot educativo móvil que se
convierte en una herramienta tecnológica.
La presente investigación se centra en las cuatro fases de la Robótica Educativa que son el
Diseño, Construcción, programación y prueba del robot móvil, para la demostración del se
utilizó la tecnología de Kit Lego, los cuales facilitaron el diseño y construcción del mismo,
para realizar las figuras geométricas planas en la materia de matemáticas para el curso de 5to
de primaria.
La Robótica Educativa es propicia para apoyar las habilidades productivas, creativas y la
programación, y se convierte en un motor para la innovación cuando produce cambios en las
personas en las ideas y actitudes, en las relaciones y modos de actuar y pensar de los
estudiantes.
El propósito educativo de esta experiencia es promover la creación de robots móviles para la
materia de matemáticas, de esta forma los niños y las niñas en edad escolar estarán
sensibilizados con el desarrollo actual de la ciencia y la tecnología.
La robótica como área de conocimiento nueva requiere del respaldo financiero y académico a
largo plazo, por esta razón las experiencias con estudiantes y educadores no deben ser cortas si
no sostenidas y continuas.
Palabras claves: Robótica Educativa, Robot móvil, Didáctica, Figuras Geométricas planas.
iv
ABSTRACT
The use of a robot as a didactic tool supports teaching and learning processes of the primary
level students in Bolivia this has been demonstrated in the accomplished investigation
applying a of mobile educational robot that is converted into a technological tool.
The present investigation is centered in the four phases of the educational robotic: the Design,
Construction, Programming and testing of the of the mobile robot, for the demonstration of the
learning process we used a Lego Kit, to accomplish the flat geometric figures in the
mathematics for the course of 5to of primary.
The Educational Robotic is auspicious to support the productive abilities, creative and the
programming, and is converted into a motor for the innovation when produces changes in the
persons in the ideas and attitudes, in the relationships and manners of acting and thinking of
the students.
The educational purpose of is experience is to promote the creation of mobile robot for
mathematics in this form the children in school age will be sensitives with the current
development of the science and the technology.
The robotic knowledge area new requires of the financial and academic support in the long
run, by this reason the experiences with students should not be short it should be supported
continuously.
Key words: Educational Robotic, Mobile Robot, Didactic, Flat Geometric Figures.
v
Í N D I C E
Pág.
CAPITULO I MARCO REFERENCIAL ………………………………………………….. 1
1.1 INTRODUCCIÓN …………………………………………………………..……………… 2
1.2 ANTECEDENTES………………………………………………………………………….. 3
1.2.1 ANÁLISIS DE INVOLUCRADOS……………………………………………………….. 5
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………………………………………………. 7
1.3.1 PROBLEMA CENTRAL …………………………………………………………………. 8
1.3.2 PROBLEMAS SECUNDARIOS ………………………………………………………… 8
1.4 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS …………………………………………………………… 8
1.4.1 OBJETIVO GENERAL ……………………………………………………………………. 9
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ……………………………………………………………… 9
1.5 HIPÓTESIS ………………………………………………………………………………….. 9
1.5.1 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES …………………………………………….. 10
1.6 JUSTIFICACIÓN …………………………………………………………………………….. 10
1.6.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA……………………………………………………………….. 10
1.6.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL ………………………………………………………………… 11
1.6.3 JUSTIFICACIÓN CIENTÍFICA …………………………………………………………… 11
1.7 ALCANCES Y LÍMITES ……………………………………………………………………. 12
1.7.1 ALCANCES ………………………………………………………………………………… 12
1.7.2 LÍMITES ……………………………………………………………………………………. 12
1.8 APORTES …………………………………………………………………………………….. 12
1.8.1 PRÁCTICO …………………………………………………………………………………. 12
1.8.2 TEÓRICO …………………………………………………………………………………… 13
1.9 METODOLOGÍA …………………………………………………………………………….. 13
CAPITULO II MARCO TEÓRICO …………………………………………………………15
2.1 INTRODUCCIÓN …………………………………………………………………………….16
2.2 ROBÓTICA ………………………………………………………………………………….. 16
2.2.1 BREVE HISTORIA DE LA ROBÓTICA ………………………………………………….. 17
2.2.2 APLICACIONES DE LA ROBÓTICA …………………………………………………….. 18
2.2.3 QUE ES UN ROBOT ……………………………………………………………………….. 20
2.2.4 ARQUITECTURA DE ROBOTS …………………………………………………………... 21
2.2.5 TIPOS DE ROBOTS ………………………………………………………………………... 21
2.2.6 ROBÓTICA MÓVIL ………………………………………………………………………...24
2.2.7 IMPACTO DE LA ROBÓTICA…………………………………………………………….. 26
2.2.8 ESTRUCTURA INTERNA DE UN ROBOT………………………………………………. 27
2.3 ROBÓTICA EDUCATIVA…………………………………………………………………... 28
2.3.1 CARACTERÍSTICAS DE ROBÓTICA EDUCATIVA……………………………………. 30
2.4 TECNOLOGÍA DEL HARDWARE PARA ROBÓTICA EDUCATIVA…………………. 31
2.4.1 KIT DE LEGO MINDSTORMS EV3………………………………………………………. 31
2.4.2 HISTORIA DE LEGO MINDSTORMS EV3………………………………………………. 32
2.4.3 QUE ES LEGO MINDSTORMS EV3……………………………………………………… 33
2.4.4 POR QUE USAR LEGO MINDSTORMS EV3……………………………………………. 33
2.4.5 COMPONENTES DEL LEGO MINDSTORMS EV3……………………………………… 34
2.4.6 LADRILLO EV3……………………………………………………………………………. 35
2.4.7 SERVOMOTORES EV3……………………………………………………………………. 36
2.4.8 SENSORES DE EV3……………………………………………………………………….. 37
2.5 ENTORNOS DE PROGRAMACIÓNPARA LEGO MINDSTORMS……………………... 38
2.6 TECNOLOGÍA EDUCATIVA………………………………………………………………. 39
2.7 MODELOS DE ENSEÑANZA………………………………………………………………. 42
2.7.1 MODELO CONDUCTISTA…………………………………………………………………42
2.7.2 MODELO CONSTRUCTIVISTA…………………………………………………………... 42
2.7.3 EFECTOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO… 44
2.8 DIDÁCTICA………………………………………………………………………………….45
vi
2.8.1 EL MÉTODO DIDÁCTICO………………………………………………………………… 46
2.8.2 RECURSOS DIDÁCTICOS………………………………………………………………… 46
2.8.3 TÉCNICAS DIDÁCTICAS…………………………………………………………………. 46
CAPITULO III MARCO APLICATIVO…………………………………………………….. 48
3.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….. 49
3.2 DISEÑO DEL ROBOT EDUCATIVO……………………………………………………….. 49
3.2.1 ELEMENTOS DE ROBOT EDUCATIVO………………………………………………… 49
3.2.2 ESTRUCTURA DEL ROBOT EDUCATIVO MÓVIL…………………………………….. 52
3.2.3 ASPECTOS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO……………………………………….. 53
3.3 CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT EDUCATIVO…………………………………………….. 56
3.4 PROGRAMACIÓN DEL ROBOT EDUCATIVO……………………………………………. 59
3.4.1 REQUERIMIENTO MÍNIMOS…………………………………………………………….. 63
3.4.2 PAGINA DE INICIO DEL SOFTWARE EV3………………………………………………63
3.4.3 INTERFAZ DE PROGRAMACIÓN………………………………………………………... 65
3.4.4 PALETAS O BLOQUES DE PROGRAMACIÓN………………………………………..... 66
3.4.5 PÁGINA DE HARDWARE……………………………………………….……….............. 68
3.4.6 PROGRAMA BÁSICO PARA UN ROBOT EDUCATIVO EV3………………………..... 69
3.4.7 PROGRAMACIÓN DE FIGURAS GEOMÉTRICAS………………………………………71
3.5 PRUEBA DEL ROBOT EDUCATIVO………………………………………………………..74
3.5.1 DATOS DE PRUEBA PARA LA FIGURA DE UN CUADRADO……………………….. 75
3.5.2 DATOS DE PRUEBA PARA LA FIGURA DE UN CÍRCULO………………………….. 75
CAPITULO IV PEDAGOGÍA PARA LA ENSEÑANZA DE MATEMÁTICAS…………… 77
4.1PROGRAMA DE ESTUDIO NIVEL DE EDUCACIÓN PRIMARIA COMUNITARIA
VOCACIONAL – MINISTERIO DE EDUCACIÓN DEL ESTADO PLURINACIONAL
DE BOLIVIA………………………………………………………………………………….. 78
4.1.1 CIENCIA TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN……………………………………………… 78
4.1.2 OBJETIVO DEL CAMPO CIENCIA, TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN………………... 79
4.1.3OBJETIVOS DE QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN PRIMARIA COMUNITARIA
VOCACIONAL………………………………………………………………………………80
4.1.4 ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS………………………………………………………80
4.1.5 EVALUACIÓN……………………………………………………………………………... 81
4.2 PLAN ANUAL CURRICULAR QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN PRIMARIA
COMUNITARIA VOCACIONAL…………………………………………………………… 82
4.2.1 CURRÍCULO BASE……………………………………………………………………….. 82
4.2.2 PLANIFICACIÓN EDUCATIVA…………………………………………………………. 83
4.2.3 PLANIFICACIÓN CURRICULAR……………………………………………………….. 83
4.2.4 PROYECTO SOCIO PRODUCTIVO……………………………………………………… 83
4.2.5 PLAN ANUAL BIMESTRAL IZADO PRIMARIA COMUNITARIA VOCACIONAL
(CURRÍCULO REGIONALIZADO)………………………………………………………. 84
4.2.6 CURRÍCULO DIVERSIFICADO – PLAN DE DESARROLLO CURRICULAR (PLAN
DE CLASE)…………………………………………………………………………………. 84
4.2.7 PROYECTO SOCIO PRODUCTIVO……………………………………………………… 84
4.3 PLAN ANUAL BIMESTRALIZADO PARA QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN PRIMARIA
COMUNITARIA VOCACIONAL……………………………………………………………….. 84
4.3.1 DATOS REFERENCIALES………………………………………………………………… 84
4.3.2 OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………………….. 85
4.3.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS……………………………………………………………….. 85
4.3.4 PROYECTO SOCIOPRODUCTIVO………………………………………………………. 85
4.4 MANUAL DE OPERACIONES……………………………………………………………… 86
4.4.1 ORGANIZACIÓN PARA LAS CLASES………………………………………………….. 86
4.5 PLANIFICACIÓN DE DESARROLLO CURRICULAR 1 PLAN DE CLASE…………….. 87
4.6 PLANIFICACIÓN DE DESARROLLO CURRICULAR 2 PLAN DE CLASE…………….. 89
4.7 CLASE 1 Y CLASE 2 ROBÓTICA EDUCATIVA………………………………………….. 92
4.7.1 OBJETIVOS………………………………………………………………………………… 92
vii
4.7.2 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………… 93
4.7.3 DEFINICIÓN DE ROBÓTICA…………………………………………………………….. 93
4.7.4 HISTORIA DE LA ROBÓTICA…………………………………………………………… 93
4.7.5 DEFINICIÓN DE UN ROBOT…………………………………………………………….. 93
4.7.6 COMO TRABAJA UN ROBOT…………………………………………………………… 94
4.7.7 DONDE SE APLICA LA ROBÓTICA……………………………………………………. 94
4.7.8 ROBOT MÓVIL EDUCATIVO……………………………………………………………. 94
4.7.9 QUE ES ROBÓTICA EDUCATIVA……………………………………………………… 94
4.7.10 FASES DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA………………………………………………. 94
4.7.11 LEGO MINDSTORMS EV3EDUCATIVO……………………………………………..... 95
4.7.12 ELEMENTOS Y PIEZAS DE LEGO MINDSTORMS…………………………………… 95
4.7.13 BLOQUE O LADRILLO EV3……………………………………………………………...95
4.7.14 SERVOMOTORES GRANDES…………………………………………………………… 95
4.7.15 SENSORES DE LEGO EV3………………………………………………………………. 95
4.7.16 CONEXIÓN DE MOTORES Y SENSORES AL BLOQUE EV3………………………… 96
4.7.17 ARMADO DE UN ROBOT EDUCATIVO CON PIEZAS DE LEGO
MINDSTORMS……………………………………………………………………………. 96
4.7.18 PROGRAMA DE UN ROBOT EDUCATIVO……………………………………………. 96
4.7.19 REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DE UNA COMPUTADORA………………………….. 96
4.7.20 INSTALACIÓN DEL SOFTWARE……………………………………………………….. 96
4.7.21 PAGINA DE INICIO………………………………………………………………………. 97
4.7.22 INTERFAZ PARA PROGRAMAR UN ROBOT…………………………………………. 97
4.7.23 BLOQUES DE PROGRAMACIÓN………………………………………………………. 97
4.7.24 PROGRAMAS BÁSICOS PARA MOVER UN ROBOT…………………………………. 97
4.7.25 PROGRAMA………………………………………………………………………………. 98
4.8 CLASE 3 LA RECTA Y LOS CUADRILÁTEROS………………………………………….. 98
4.8.1 OBJETIVO………………………………………………………………………………….. 98
4.8.2 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………… 98
4.8.3 DEFINICIÓN DE LA RECTA……………………………………………………………… 98
4.8.4 POSICIONES DE DOS RECTAS SOBRE UNA SUPERFICIE PLANA…………………. 99
4.8.5 DEFINICIÓN DE CUADRILÁTEROS……………………………………………………. 100
4.8.6 CLASES DE CUADRILÁTEROS…………………………………………………………. 100
4.8.7 PARALELOGRAMOS……………………………………………………………………… 100
4.8.8 NO PARALELOGRAMOS…………………………………………………………………. 101
4.8.9 PSEUDOCÓDIGO PARA DIBUJAR UN CUADRADO…………………………………... 101
4.8.10 DIAGRAMA DE FLUJO PARA DIBUJAR UN CUADRADO………………………….. 102
4.8.11 CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT CON EL KIT DE MINDSTORMS EV3…………... 102
4.8.12 PROGRAMACIÓN EN UNA COMPUTADORA (DIBUJAR UN CUADRADO)……… 102
4.8.13 REALIZAR LA PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO…………………………….. 103
4.8.14 REALIZAR LAS MEDIDAS DEL CUADRADO DIBUJADO POR UN ROBOT
UTILIZANDO INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN………………………………………… 103
4.8.15 EVALUACIÓN……………………………………………………………………………. 103
4.9 CLASE 4 LOS TRIÁNGULOS………………………………………………………………. 103
4.9.1 OBJETIVO………………………………………………………………………………….. 103
4.9.2 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………… 104
4.9.3 DEFINICIÓN DE TRIÁNGULO…………………………………………………………… 104
4.9.4 CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS……………………………………………….. 104
4.9.5 ÁREA DE UN TRIÁNGULO………………………………………………………………. 105
4.9.6 PSEUDOCÓDIGO PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO…………………………………. 105
4.9.7 DIAGRAMA DE FLUJO PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO…………………………… 105
4.9.8 CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO………………. 106
4.9.9 PROGRAMA PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO……………………………………….. 106
4.9.10 REALIZAR LA PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO…………………………….. 106
4.9.11 REALIZAR LAS MEDIDAS CON LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN………….. 106
4.9.12 EVALUACIÓN……………………………………………………………………………. 107
4.10 CLASE 5 LA CIRCUNFERENCIA Y EL CÍRCULO……………………………………… 107
viii
4.10.1 OBJETIVO………………………………………………………………………………… 107
4.10.2 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………. 107
4.10.3 DEFINICIÓN DE UNA CIRCUNFERENCIA…………………………………………… 107
4.10.4 ELEMENTOS DE LA CIRCUNFERENCIA……………………………………………. 107
4.10.5 LONGITUD DE LA CIRCUNFERENCIA……………………………………………….. 108
4.10.6 POSICIONES DE UNA RECTA Y UNA CIRCUNFERENCIA…………………………. 108
4.10.7 POSICIONES DE DOS CIRCUNFERENCIAS…………………………………………... 109
4.10.8 DEFINICIÓN DE UN CÍRCULO…………………………………………………………. 109
4.10.9 ÁREA DEL CÍRCULO……………………………………………………………………. 110
4.10.10 CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT PARA DIBUJAR CIRCUNFERENCIA……………. 110
4.10.11 PROGRAMA PARA DIBUJAR UNA CIRCUNFERENCIA…………………………… 110
4.10.12 PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO EN UNA SUPERFICIE PLANA…………. 110
4.10.13 IDENTIFICACIÓN Y MEDIDAS DE LA CIRCUNFERENCIA EN EL PLANO……… 111
4.10.14 EVALUACIÓN…………………………………………………………………………… 111
4.11 CLASE 6 LOS POLÍGONOS……………………………………………………………….. 111
4.11.1 OBJETIVO…………………………………………………………………………………. 111
4.11.2 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………...111
4.11.3 DEFINICIÓN DE UN POLÍGONO………………………………………………………..112
4.11.4 ELEMENTOS DE UN POLÍGONO………………………………………………………..112
4.11.5 CLASES DE POLÍGONOS SEGÚN SU NÚMERO DE LADOS………………………....112
4.11.6 CONSTRUCCIÓNDEL ROBOT PARA DIBUJAR POLÍGONOS……………………….113
4.11.7 PROGRAMA PARA DIBUJAR UN POLÍGONO…………………………………………113
4.11.8 PRUEBA CON EL ROBOT EN UNA SUPERFICIE.…………………………………….. 113
4.11.9 IDENTIFICACIÓN Y MEDIDA DE LOS POLÍGONOS………………………………… 113
4.11.10 EVALUACIÓN…………………………………………………………………………… 113
CAPITULO V PRUEBA DE HIPÓTESIS……………………………………………………. 114
5.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….. 115
5.2 POBLACIÓN………………………………………………………………………………….. 115
5.3 MUESTRA…………………………………………………………………………………….. 115
5.4 PRUEBA ESTADÍSTICA…………………………………………………………………….. 116
5.4.1 RESULTADOS DESPUÉS DE LA APLICACIÓN DE ROBÓTICA EDUCATIVA EN DOS
CURSOS………………………………………………………………………………………. 118
5.4.2 COMPARACIÓN DE NOTAS…………………………………………………………….. 118
5.5 ESTADO DE LA HIPÓTESIS…………………………………………………………………120
CAPITULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………. 121
6.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….. 122
6.2 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………….. 122
6.2.1 ESTADO DEL OBJETIVO GENERAL……………………………………………………. 122
6.2.2 ESTADO DE LOS OBJETIVOS SECUNDARIOS………………………………………… 123
6.3 RECOMENDACIONES………………………………………………………………………. 124
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………………….. 125
GLOSARIO
ANEXOS
ix
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1.1: OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES……………………………………... 10
TABLA 3.1: ELEMENTOS DE LEGO MINDSTORMS EV3…………………………………… 50
TABLA 3.2: PIEZAS DE LEGO MIDSTORMS EV3……………………………………………. 52
ÍNDICE DE CUADROS
CUADRO 4.1: PLAN DE PROYECTO SOCIOPRODUCTIVO………………………………… 86
CUADRO 4.2: PLANIFICACIÓN CURRICULAR O PLAN DE CLASE………………………. 89
CUADRO 4.3: PLANIFICACIÓN DE DESARROLLO CURRICULAR……………………….. 92
CUADRO 5.1: CUADRO COMPARATIVO DE PRE TEST Y POST TEST…………………… 117
CUADRO 5.2: CUADRO COMPARATIVO DE NOTAS DE LOS DOS CURSOS……………. 119
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1: ROBOT LEGO…………………………………………………………………….. 23
FIGURA 2.2: ROBOT EDUCATIVO GIROBOY……………………………………………….. 31
FIGURA 2.3: LADRILLO EV3…………………………………………………………………... 36
FIGURA 2.4: MOTOR SERVO GRANDE Y MEDIANO………………………………………. 37
FIGURA 2.5: SENSOR TÁCTIL………………………………………………………………… 37
FIGURA 2.6: SENSOR DE COLOR……………………………………………………………... 38
FIGURA 2.7: SENSOR INFRARROJO………………………………………………………….. 38
FIGURA 3.1: ESTRUCTURA DEL ROBOT MÓVIL…………………………………………… 53
FIGURA 3.2: DIAGRAMA DE BLOQUES DEL ROBOT MÓVIL…………………………….. 54
FIGURA 3.3: DISEÑO DE UN ROBOT MÓVIL EDUCATIVO……………………………….. 55
FIGURA 3.4: FUNCIONAMIENTO DEL ROBOT MÓVIL……………………………………. 56
FIGURA 3.5: ARMADO DEL CHASIS…………………………………………………………. 56
FIGURA 3.6: COLOCADO DE LLANTA AL MOTOR………………………………………… 57
FIGURA 3.7: COLOCADO DE BATERÍA AL LADRILLO EV3……………………………… 57
FIGURA 3.8: INSTALACIÓN DEL BLOQUE O LADRILLO EV3……………………………. 58
FIGURA 3.9: INSTALACIÓN DE SENSORES…………………………………………………. 58
FIGURA 3.10: ARMADO DEL MOTOR MEDIANO…………………………………………… 58
FIGURA 3.11: CONEXIÓN DE CABLES……………………………………………………….. 59
FIGURA 3.12: PROTOTIPO DEL ROBOT EDUCATIVO……………………………………… 59
FIGURA 3.13: CONCATENACIÓN NO LOGRADA…………………………………………… 60
FIGURA 3.14: CONCATENACIÓN LOGRADA……………………………………………….. 60
FIGURA 3.15: CONCATENACIÓN LOGRADA CON TRES BLOQUES…………………….. 61
FIGURA 3.16: PARTES DE UN BLOQUE……………………………………………………… 61
FIGURA 3.17: EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN……………………………………………… 61
FIGURA 3.18: DIRECCIÓN PARA ROTAR UN ROBOT……………………………………… 62
FIGURA 3.19: DIRECCIÓN PARA GIRAR UN ROBOT………………………………………. 62
FIGURA 3.20: DIRECCIÓN PARA DOBLAR UN ROBOT……………………………………. 62
FIGURA 3.21: PANTALLA DE INICIO DEL PROGRAMA…………………………………… 64
FIGURA 3.22: INTERFAZ DE PROGRAMACIÓN…………………………………………….. 65
FIGURA 3.23: BLOQUE DE ACCIÓN………………………………………………………….. 66
FIGURA 3.24: BLOQUES DE FLUJO…………………………………………………………… 66
FIGURA 3.25: BLOQUES DE SENSORES……………………………………………………… 67
FIGURA 3.26: BLOQUES DE DATOS………………………………………………………….. 67
FIGURA 3.27: BLOQUES AVANZADOS………………………………………………………. 68
FIGURA 3.28: BLOQUE PARA DESCARGAR EL PROGRAMA A EV3……………………... 68
FIGURA 3.29: DIAGRAMA DE FLUJO…………………………………………………………. 69
FIGURA 3.30: PROGRAMA BÁSICO DE EV3…………………………………………………. 69
x
FIGURA 3.31: ALGORITMO PARA DIBUJAR UN CUADRADO…………………………….. 72
FIGURA 3.32: PROGRAMA PARA DIBUJAR UN CUADRADO………………………………73
FIGURA 3.33: PROGRAMA PARA DIBUJAR UN CIRCULO………………………………….73
FIGURA 3.34: PROGRAMA PARA DIBUJAR UN TRIANGULO……………………………...74
FIGURA 3.35: ROBOT DIBUJA UN CUADRADO……………………………………………... 75
FIGURA 3.36: ROBOT DIBUJA UN CIRCULO………………………………………………… 76
FIGURA 4.1: NIVELES DE PLANIFICACIÓN CURRICULAR……………………………….. 83
FIGURA 4.2: ORDENADOR CON LENGUAJE EV3…………………………………………… 96
FIGURA 4.3: DIAGRAMA DE FLUJO PARA UNA FIGURA GEOMÉTRICA……………….. 97
FIGURA 4.4: LA RECTA r……………………………………………………………………….. 99
FIGURA 4.5: SEMIRRECTA…………………………………………………………………….. 99
FIGURA 4.6: SEGMENTO……………………………………………………………………….. 99
FIGURA 4.7: DIBUJO DE PARALELOGRAMOS……………………………………………… 100
FIGURA 4.8: DIBUJO DE NO PARALELOGRAMOS………………………………………….. 101
FIGURA 4.9: DIAGRAMA DE FLUJO DE UN CUADRILÁTERO……………………………..102
FIGURA 4.10: PROGRAMA PARA DIBUJAR UN CUADRILÁTERO………………………... 102
FIGURA 4.11: ROBOT DIBUJA UN CUADRILÁTERO………………………………………...103
FIGURA 4.12: CLASIFICACIÓN DE TRIÁNGULOS SEGÚN SU LONGITUD……………….104
FIGURA 4.13: CLASIFICACIÓN DE TRIÁNGULOS SEGÚN SUS ÁNGULOS……………… 105
FIGURA 4.14: DIAGRAMA DE FLUJO DE UN TRIANGULO………………………………... 106
FIGURA 4.15: ROBOT DIBUJA UN TRIÁNGULO……………………………………………. 106
FIGURA 4.16: ELEMENTOS DE LA CIRCUNFERENCIA…………………………………….. 108
FIGURA 4.17: CIRCULO Y SECTOR CIRCULAR……………………………………………... 109
FIGURA 4.18: PROGRAMA PARA DIBUJAR UNA CIRCUNFERENCIA…………………….110
FIGURA 4.19: PRUEBA DE UN ROBOT QUE DIBUJA CIRCUNFERENCIA………………...110
FIGURA 4.20: ELEMENTOS DE UN POLÍGONO……………………………………………… 112
1
CAPITULO I
MARCO REFERENCIAL
2
CAPÍTULO I
MARCO REFERENCIAL
1.1 INTRODUCCIÓN
Desde su aparición la informática se ha introducido en distintos campos, uno de esos campos
es la educación, actualmente en Bolivia se está aplicando las nuevas tecnologías como
herramientas de apoyo para el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Desde su aparición la informática se ha introducido en distintos campos uno de esos campos
es precisamente la educación realizando distintos programas, tutores, sistemas tutores
inteligentes que han ayudado en la educación pero en estos tiempos aparece uno nuevo que es
la Robótica Educativa.
La educación en esto tiempos presenta nuevos retos para profesores y estudiantes por lo tanto
la Robótica Educativa como herramienta favorece positivamente en la adquisición del
conocimiento en los estudiantes.
La Robótica se puede considerar una de las áreas tecnológicas con mas auge en la actualidad,
estos son sistemas compuestos por mecanismos que le permiten hacer movimientos y realizar
tareas específicos, programables y eventualmente inteligentes, valiéndose de conceptos de
áreas del conocimiento como la electrónica, la mecánica, la física, las matemáticas y la
informática.
La robótica puede generar beneficios no solo en el sector industrial y de servicios si no
también en aulas de clase posibilitando la elaboración de novedosos ambientes de aprendizaje.
Con la robótica educativa se pretende ayudar, colaborar y favorecer los procesos de
enseñanza y aprendizaje de los estudiantes.
Es decir su creación se enfoca mas como una herramienta complementaria de la educación
que permite aumentar la calidad de aprendizaje.
3
La robótica es la ciencia y tecnología de los robots enfocada en la construcción y
programación de máquinas que ayuden a resolver determinadas situaciones en las que se
requiere mayor fuerza física.
1.2 ANTECEDENTES
La Robótica Educativa es creada en 1989 (Saldaño) esquematizada en 1991 (Vega), modelada
en 1993 (Rojas y Saldaño) y desarrollada y aplicada en los siguientes años. Los resultados de
los trabajos de investigación y desarrollo han sido presentados en distintos escenarios y países
como Israel (1993, 1995), Brasil 1993, Portugal 1994, Francia 1995, 1999, Cuba 1996,
Colombia 1996, Canadá 2000, Argentina 2000, Chile 1991-1999, y así sucesivamente en otros
países.
Ello no significa que el estudiante es automatizada en su aprendersino es en el proceso de
elaboración de objetos automatizados en el que el estudiante construye estrategias
automatizadas de aprendizaje (M. Chavarria, A. Saldaño)
Numerosas investigaciones ya demuestran el interés global por la inserción de herramientas
robóticas en las aulas de clase, desde el año 1975 en una de las Universidades de Francia
aparece la primera utilización con fines educativos de la robótica, en el año 1989 la
Universidad Autónoma metropolitana de México realizaron trabajos relacionados con la
implementación de un robot educativo para el aprendizaje de conceptos, en 1998 se inició el
proyecto de Robótica realizado conjuntamente por el centro de Innovación educativa de la
Fundación Omar Dengo y el Ministerio de Educación de Costa Rica, en España en el año 2008
implementan aulas de robótica y cursos de formación para niños en nivel de formación
primaria.
La Robótica Educativa, tal como se conoce ahora, surgió en el seno de uno de los mayores
centros de producción mundial del conocimiento, el Instituto Tecnológico de Massachusetts
(MIT), y la persona encargada de hacerlo fue el científico y educador Seymour Papert, creador
del primer software de programación para niños denominado LOGO.
En Bolivia recientemente en estos últimos años se está ingresando a este nueva herramienta
educativa como es la Robótica Educativa, en estos últimos cinco años se está investigando al
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respecto, recientemente en Cochabamba se está diseñando y desarrollando la robótica
educativa en la institución Sawers de Jhonny Chiri Aguayo, en la ciudad de La Paz se tiene a
dos instituciones conocidas que están brindando una enseñanza aplicando la robótica en sus
aulas una es CTA (Centro de Tecnología Aplicada) dirigida por Carlos Lazo y la otra es el
Centro Boliviano de Robótica Educativa dirigido por Ing. Renan Trujillo Bravo, estas tres
instituciones están apoyando y son parte de las Olimpiadas Científicas Estudiantes
Plurinacionales de Bolivia.
En la Carrera de Informática de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) se tiene
algunas investigaciones realizadas en lo que respecta a la robótica pero ninguno de ellos es
para aplicar en el área de educación primaria o secundaria, se puede citar por ejemplo la tesis
“Orientación Reactiva en Robots Lego al Interior de un Entorno de Trabajo no Estructurado”
de Cuenca Zarzuri Yohony [Cuenca, 2003], la propuesta del presente trabajo establece
mecanismos de orientación en robots LEGO sobre la base de comportamientos propios de
organismos primitivos como el fototactismo y el desarrollo de un sistema de orientación
compuesta por fuentes de estimulo, como resultado se tiene al robot Egon con capacidad de
orientación en un entorno de trabajo no estructurado. Otra tesis de la Carrera de Informática es
“Robots Cooperantes Bajo un Contexto de Patrones de Conductas Básicas” de Tito Herrera
Félix [Tito, 2003],en esta investigación se concentra en desarrollar conductas a través de la
metodología, diseño guiado por la etología, donde se construye un grupo de robots llamado
ROBOLAB homogéneos y basados en conducta, para este grupo de robots su tarea es sacar
objetos de distinto tamaño fuera del perímetro en entorno circular no estructurado. Otra tesis
que se puede mencionar es “Navegador Local de un Robot Móvil Basado en Técnicas de
Campo de Fuerza Virtual” de Yujra Mamani Leonardo [Yujra, 2006], la presente
investigación está centrada en la navegación local de un robot para esto se aplica la técnica de
campo de fuerza virtual, donde se utiliza las fuerzas de atracción y fuerzas de repulsión y
mediante ambas fuerzas se crea un vector mediante la cual el robot se orienta hacia el destino,
para la demostración se utilizó la tecnología Lego ROBOLAB que facilitó la construcción del
Robot Movil, dicho robot parte de un lugar origen y llega a un destino esperado atravesando
algunos obstáculos. Otra tesis es “Cambio de una Navegación Local a Global de un Micro
Robot Móvil a Través de Rastros Físicos” de Magueño Gordillo Grover Milton [Magueño,
2011], en esta investigación se crean dos micro robots móviles y deben trasladarse de un
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punto A hasta un punto B donde tiene que sortear obstáculos, para ello el micro robot
(GROBOT)incurre en la navegación local donde debe sortear una serie de obstáculos y
orientarse siempre al punto objetivo a ser alcanzado en este proceso deberá dejar un rastro en
este caso una línea de color negro, lo cual sirve de configuración para el segundo micro robot
(SAMY) llevando así el cambio de una navegación local a una navegación global a través de
un rastro físico, inspirado en el comportamiento de las hormigas donde una de ellas busca su
alimento dejando un rastro de olor y las demás hormigas le siguen por el mismo rastro.
También se puede mencionar las investigaciones que se realizan en otros países como es “La
Robótica Educativa como una innovativa interfaz educativa alumno – problema” autores
Mariela Chavarria y Antonio Saldaño [Chavarria, Saldaño, 2010], donde los estudiantes
elaboran robots con materiales de desecho como solución a un problema contextualizada,
mejorando los resultados de aprendizaje de los estudiantes de las escuelas básicas que se ha
aplicado. Otra investigación es de la Revista Educación de la Universidad Industrial de
Santander de Colombia con “Aprendizaje de y con Robótica” de Pedro Antonio López
Ramírez [López, 2013] este artículo presenta el análisis de experiencias, revisadas en
diferentes artículos acerca de la implementación de la robótica en la educación. Otro es
“Ambientes de Aprendizaje con Robótica Pedagógica” Ing. Mónica María Sánchez Colorado
[Sánchez] este artículo presenta la aplicación de interfaces electrónicas en los procesos de
enseñanza y aprendizaje en la Educación Básica y Media, atendiendo su inserción según
distintos modelos pedagógicos. ”Robótica Educativa un motor para la Innovación”, Ana
Lourdes Acuña Zúñiga, Fundación Omar Dengo San José de Costa Rica, aquí se menciona a
la Robótica como proyecto Educativo, también se menciona los desempeños y habilidades
observadas en estudiantes durante las experiencias vividas con la innovación de la robótica
educativa.
1.2.1 ANÁLISIS DE INVOLUCRADOS
Para identificar los problemas y alcanzar los objetivos en esta investigación se hace un análisis
de los involucrados donde se identifican quienes son los involucrados, que actividades
efectúan los involucrados, con qué recursos ejecutan estas actividades, para que efectúan estas
actividades, geográficamente donde se encuentran estos involucrados y quiénes son los
beneficiarios con estas actividades.
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¿QUIÉNES SON LOS INVOLUCRADOS?
• Centros educativos de primaria y secundaria
• Profesores y administradores de las instituciones educativas (Directores,
profesores de aula y padres de familia)
• Ministerio de Educación
• Vice Ministerio de Educación Ciencia y Tecnología
¿QUÉ ACTIVIDADES EFECTÚAN LOS INVOLUCRADOS?
• El Director pedagógico es el encargado de coordinar la educación
• Niños y niñas que adquieren conocimientos con herramientas tecnológicas
• Los profesores de aula se hacen cargo del proceso de enseñanza y aprendizajes de
los estudiantes
• Vice Ministerio de educación de Ciencia y Tecnología encargado de organizar las
Olimpiadas Científicas Estudiantiles Plurinacionales en el área de tecnología.
¿CON QUE RECURSOS EJECUTAN ESTAS ACTIVIDADES?
• Trabajo dentro las aulas o salones de clase
• Material didáctico
• Utilizan algunas herramientas tecnológicas como es el software educativo
• Realizan trabajos manuales en el salón de clases
¿PARA QUE EFECTÚAN ESTAS ACTIVIDADES?
• Para que los estudiantes adquieran conocimientos
• Mejorar el proceso de educación de los estudiantes
• Para que los estudiantes puedan contar con conocimientos de diferentes áreas
¿GEOGRÁFICAMENTE DONDE SE ENCUENTRA ESTOS INVOLUCRADOS?
• Los involucrados se encuentran en la ciudad de La Paz y el Alto.
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¿QUIÉNES SON LOS BENEFICIARIOSCON ESTAS ACTIVIDADES?
• Los estudiantes de nivel primario
• Instituciones que trabajan con la educación de niños y niñas en edad escolar
• Los profesores de la institución y otros que imparten conocimiento
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El material didáctico utilizado en las escuelas públicas es muy limitada para el proceso de
enseñanza y aprendizaje y no se utiliza herramientas tecnológicas que puedan facilitar el
interés y motivar a los estudiantes en novedosos ambientes para el aprendizaje.
Los países de América Latina que tienen mejores resultados educativos son, justamente
aquellos que han resuelto estos asuntos previa o conjuntamente, con sus reformas sobre la
calidad educativa.
En la actualidad se observa que la ciencia y la tecnología requiere de personas capaces de
manejar y controlar equipos de alta tecnología es así que en otros países han incluido en su
programa curricular para demostrar que los estudiantes puedan construir sus propios conceptos
de la ciencia y la tecnología mediante la utilización, manipulación y control de robots
educativos de tal forma que su aprendizaje sea significativo.
En la actualidad existen países que han logrado avances tecnológicos con la industrialización
de los trabajos y producción a gran escala, debido al avance de la tecnología hoy en día existe
desarrollo de sistemas de información y comunicación, dichos avances tienen consecuencias
directas a nivel mundial en todos los aspectos de la vida social, económico, político y
educativo.
A medida que pasan los años la gente es consciente de que la tecnología avanza a pasos muy
rápidos, por lo que la educación debe reestructurarse en función de las nuevas tecnologías, y a
su vez es necesario que los profesores hagan uso de los nuevos recursos tecnológicos los
cuales le permitan ser capaz de motivar a los estudiantes durante el proceso de enseñanza y
aprendizaje.
Por lo tanto la implementación de tecnologías educativas no se restringe a la aplicación de
herramientas tecnológicas como un retroproyector, un video o la televisión, si no que se trata
8
de una preocupación por analizar la influencia de los recursos en los procesos de enseñanza y
aprendizaje, saber porque y para que se aplican, reconocer sus posibilidades y sus
limitaciones, además de conocer el ámbito social, económico y político en los que se
desarrolla, ver Anexo A.
1.3.1 PROBLEMA CENTRAL
¿Cómo mejorar el rendimiento en el proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en
el nivel de 5to de primaria?
1.3.2 PROBLEMAS SECUNDARIOS
Tomando en cuenta el estudio y las observaciones realizadas, se han identificado los siguientes
problemas:
• No existe suficientes recursos tecnológicos para el proceso de enseñanza y aprendizaje
de matemáticas en 5to de primaria, esto ocasiona un rendimiento bajo en el
aprendizaje de los estudiantes.
• Los estudiantes de 5to de primaria no cuentan con la oportunidad de aplicar sus
conocimientos con las nuevas tecnologías actuales, por lo que disminuye la
concentración y la creatividad de los estudiantes.
• Los profesores no tienen los conocimientos suficientes en el área y no utilizan esta
tecnología como herramienta de apoyo para el proceso de enseñanza y aprendizaje de
los estudiantes, lo que disminuye el grado de motivación hacia los procesos educativos.
• En las instituciones de educación primaria los profesores no insertan las nuevas
tecnologías en los contenidos curriculares, lo cual produce poco conocimiento sobre la
ciencia y la tecnología.
• El material didáctico utilizado en las escuelas públicas es muy escasa para motivar el
proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en estudiantes de 5to de primaria,
por lo cual los estudiantes no se sienten atraídos por el estudio de la matemática.
1.4 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS
Nuestra realidad educativa nos muestra una serie de retos donde la robótica educativa juega un
papel importante en las actividades de las sesiones de aprendizaje, así también presenta nuevas
9
formas de aprendizaje, por lo tanto conocer y practicar las nuevas formas de enseñanza y
aprendizaje es un reto para los docentes de este nuevo siglo. Del mismo modo podemos
mencionar que las capacidades que quieren desarrollar en los estudiantes deben asegurar su
éxito en la vida y la de nuestro país, ver Anexo B.
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
Mejorar la enseñanza y aprendizaje de matemáticas en 5to de primaria aplicando la Robótica
Educativa como herramienta didáctica.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Utilizar los recursos tecnológicos actuales como un robot educativo para el proceso de
enseñanza y aprendizaje en niños y niñas de 5to de primaria, aumentando su
rendimiento en matemáticas.
• Aplicar las nuevas herramientas tecnológicas como un robot educativo en los salones
de clase para estudiantes de 5to de primaria de esta forma contar con la oportunidad de
utilizar este medio didáctico, para ampliar su creatividad y capacidad de concentración.
• Construir para los profesores y estudiantes una herramienta didáctica para aplicar en
las aulas para estimular la imaginación y aumentar el grado de motivación en los
estudiantes de 5to de primaria.
• Insertan las nuevas tecnologías de robótica educativa en los contenidos curriculares en
las instituciones de educación primaria en la materia de matemáticas, de esta forma
conocer la ciencia y la tecnología.
• Experimentar con el robot educativo como material didáctico para motivar el proceso
de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en estudiantes de 5to de primaria en las
escuelas públicas, de tal forma que los educandos se sientan atraídos y motivados con
la idea de aprender jugando.
1.5 HIPÓTESIS
“La Robótica Educativa es una herramienta didáctica que influye en el desarrollo de las
capacidades del proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en los estudiantes de 5to
de primaria aumentando su rendimiento en aproximadamente 30%”.
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La hipótesis planteada corresponde al tipo de formulación por relación de causa y efecto
donde la variable independiente es identificada por La Robótica Educativa, la variable
dependiente está dada por el desarrollo de las capacidades del proceso de enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en los estudiantes de 5to de primaria.
1.5.1 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
Tipo de
Variable
VARIABLE Dimensión Indicadores
Independiente Robótica Educativa
Estudiantes de
primaria
Estudiantes de
secundaria
Profesores (as)
Universitarios
Directores
profesionales
Conocimiento
de hardware y
software y
todos los
componentes
de un robot
educativo a
utilizarse
Dependiente Desarrollo de las capacidades
del proceso de enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en
los estudiantes de 5to de
primaria
En la escuela
En la ciudad
de La Paz y el
Alto
En el país
Desarrollo
Programación
Diseño
Estudiar y
aplicar
Tabla 1.1 Operacionalización de variables
Fuente: Elaboración propia
1.6 JUSTIFICACIÓN
1.6.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA
El desarrollo del presente trabajo se justifica técnicamente por el uso de la nueva tecnología
que permite apoyar el proceso de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes 5to de primaria,
promueve el aprendizaje significativo, posibilitando la elaboración de novedosos ambientes
para el aprendizaje donde los estudiantes podrán construir robots con diferentes propósitos.
11
El presente trabajo trata de ayudar y colaborar a los estudiantes como a los profesores
introduciendo una nueva herramienta para el proceso de enseñanza y aprendizaje de los niños
y niñas de 5to de primaria, en las escuelas públicas no cuentan con este tipo de herramientas
pero poco a poco llegará en muy poco tiempo a las unidades educativas apoyados desde el
Ministerio de Educación de Bolivia que está muy interesado en aplicar la robótica educativa
en las escuelas, colegios, institutos y Universidades.
1.6.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL
El presente trabajo en el ámbito social está dirigido a beneficiar a niños y niñas de 5to deprimaria de las escuelas públicas de nuestro país en lo referente a su educación
específicamente en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
1.6.3 JUSTIFICACIÓN CIENTÍFICA
El continuo avance tecnológico obliga a las instituciones educativas a implementar nuevas
formas de enseñanza y aprendizaje para los niños y niñas de educación primaria y secundaria.
El por qué de la investigación sobre la aplicación de la robótica educativa para la enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en 5to de primaria, radica en presentar como este recurso
tecnológico logra o influye el desarrollo de las capacidades cognitivas en los estudiantes.
En este siglo se ha incrementado el uso de tecnologías de información, así como el desarrollo
de la ciencia y tecnología por lo que se debe aplicar esta nueva herramienta como la robótica
educativa desde la escuela en sus diferentes grados y niveles.
Además se justifica la aplicación de la robótica educativa en nuestro país, para así aportar con
conocimientos sobre la ciencia y la tecnología.
En el aspecto científico los beneficios son múltiples ya que las capacidades que desarrollan en
los estudiantes aplicando la robótica educativa sirven de base para los futuros científicos y
tecnólogos que necesita el país porque el nuevo siglo es el mundo del conocimiento y la
tecnología, si tenemos ciudadanos con conocimiento de ciencia y tecnología tendremos una
calidad de vida confortable.
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1.7 ALCANCES Y LÍMITES
1.7.1 ALCANCES
La investigación que se llevará a cabo sobre la aplicación de la robótica educativa pretende
conocer las estrategias y su aplicación en aulas de nivel primario.
Con esta investigación se logrará beneficios en los estudiantes y profesores de unidades
educativas públicas.
Para alcanzar los objetivos planteados en la investigación se construirá un Robot Educativo,
para esto se adquirirá un Kit de robótica LEGO Mindstorms EV3 versión educativa, primero
se diseñará la idea para resolver un problema de matemáticas, en este caso para dibujar figuras
geométricas planas, luego construir valiéndose de piezas, sensores y otros, armando un
modelo intermedio del robot, luego utilizar un programa de software para los movimientos del
robot, finalmente se realizará la prueba, esto se llevará a cabo en una de las instituciones
educativas de Fe y Alegría La Paz Bolivia.
1.7.2 LÍMITES
El trabajo de investigación denominado Robótica Educativa como herramienta didáctico en el
proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en 5to de primaria, el cual está referido a
las estrategias, metodologías y evaluación del proyecto de robótica educativa, tiene el
propósito de plantear una propuesta que esté encaminada a mejorar los procesos de enseñanza
y aprendizaje en los estudiantes de nivel primario.
Para cumplir con los objetivos formulados en la investigación se realizaran observaciones
directas en los escenarios objetos de estudio, consultar a diversas fuentes de información
relacionados al tema, elaboración de instrumentos (cuestionarios).
1.8 APORTES
1.8.1 PRÁCTICO
Los aportes en la práctica esta la realización del diseño, la construcción y la posterior
aplicación de la robótica en los salones de clase con la finalidad de hacer sencillo el proceso
13
de aprendizaje, comprensible que permita a los estudiantes asimilar el conocimiento de forma
sistémica.
1.8.2 TEÓRICO
La principal contribución teórica de la presente investigación consiste en la reflexión, análisis
de los métodos para la aplicación del robot educativo, conceptos, definiciones y técnicas
empleadas en la elaboración y aplicación de la robótica educativa, esto con el fin de mejorar
la calidad de la educación en el nivel de primaria.
1.9 METODOLOGÍA
La metodología aplicada para el desarrollo del presente trabajo es el método científico,
realizando primero la observación directa de los hechos a fin de conocer la verdad,
posteriormente se define el objeto de estudio donde se identifican todos los problemas y los
objetivos a alcanzar, luego se formula la hipótesis, la confirmación de esta hipótesis se hace
mediante la experimentación, además se utilizan los métodos teóricos en la parte del diseño, la
experimentación y la posterior verificación de los resultados alcanzados por los estudiantes,
[Hernández, Fernández, Baptista, 2010]
Robótica educativa
La robótica educativa es definida como una disciplina que permite conocer, diseñar y
desarrollar robots educativos para que los estudiantes se inicien desde muy jóvenes en el
estudio de las ciencias y la tecnología, surge con la finalidad de explotar el deseo de los
estudiantes por interactuar con un robot para favorecer los procesos cognitivos, [Acuña, 2004].
La robótica educativa es un medio de aprendizaje, en el cual la principal motivación es el
diseño y las construcciones de creaciones propias de robots educativos, [Nebrija, 2005].
Fases de la robótica educativa
• Diseñar, dibujar en un papel la idea para resolver un problema
• Construir, utilizar para esto piezas, sensores y conexiones, armar modelos básicos,
intermedios y avanzados
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• Programar, basado en el uso de un software de fácil uso, que permita programar los
movimientos y el comportamiento del robot educativo
• Probar, verificar visualmente que el modelo implementado funciona, comprobar que su
funcionamiento cumple con un conjunto de especificaciones,[Gálvez, 2010]
La metodología para llevar a cabo el desarrollo de la tesis se estructuró en técnicas de
recolección de datos ya conocidos, los cuales permiten obtener información necesaria las
mismas que se aplican para ayudar a conocer las necesidades y perspectivas.
Técnicas, de recolección de datos, [Escalera, 1992].
Instrumentos, matriz de involucrados, árbol de problemas, árbol de objetivos, matriz de
marco lógico.
Tipo de investigación, tipo de estudio investigación aplicada, enfocado a usar los
conocimientos teóricos en actividades practicas para solucionar los problemas, [Escalera,
1992].
15
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
16
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 INTRODUCCIÓN
La robótica educativa, nace como una posibilidad real y eficaz para mejorar la transferencia de
información y el aprendizaje de los individuos a bajo costo, reduce con eficacia, los obstáculos
que representan el tiempo y el espacio, con ella se recurre a métodos, técnicas y recursos
tecnológicos que eleven la productividad y la flexibilidad del proceso de enseñanza
aprendizaje.
2.2 ROBÓTICA
La Robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de
máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso
de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los
autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
La Robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten
concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas,
dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o la
sustitución del hombre en diversas tareas [Barca, 2013].
Un sistema Robótico se puede describirse, como "Aquel que es capaz de recibir información,
de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de formular y de ejecutar planes, y
de controlar o supervisar su operación". La Robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se
apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en
las nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial.
La historia de la Robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", muchas veces por
obra de genios autodidactas que trataban de materializar el deseo humano de crear seres
semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo.
Asimos escribió su cuarto relato corto sobre robots. El círculo vicioso. En boca de unos de sus
personajes planteó lo queconsideraba axiomas básicos para el funcionamiento de un robot.
http://www.monografias.com/trabajos10/fciencia/fciencia.shtml
http://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/inteligencia-emocional/inteligencia-emocional.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/exal/exal.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/curinfa/curinfa.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml
http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/fundamento-ontologico/fundamento-ontologico.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml
http://www.monografias.com/trabajos36/teoria-empleo/teoria-empleo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml
http://www.monografias.com/Historia/index.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml
http://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtml
17
Los llamó las Tres reglas fundamentales de la robótica:
• Ningún robot puede hacer daño a un ser humano, o permitir que se le haga daño por no
actuar.
• Un robot debe obedecer las órdenes dadas por un ser humano, excepto si estas órdenes
entran en conflicto con la primera ley.
• Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que está protección no sea
incompatible con las leyes anteriores [Ayala, 2012].
2.2.1 BREVE HISTORIA DE LA ROBÓTICA
Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los
antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron
operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus
dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicos, los cuales se
utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos. Durante los siglos XVII y XVIII en
Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas
características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano
a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un
propósito específico, la diversión.
En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos.
Una serie de levas se utilizaban como "el programa" para el dispositivo en el proceso de
inscribir y dibujar. Estas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como
invenciones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo
otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual
genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se
puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton
(1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801).
El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los
actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la
tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para
http://www.monografias.com/trabajos28/dano-derecho/dano-derecho.shtml
http://www.monografias.com/trabajos4/confyneg/confyneg.shtml
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
18
desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se
desarrollaran los primeros robots en la década de los 50. La investigación en inteligencia
artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con
computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. No
obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot
es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido
inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.
Una obra Checoslovaca publica en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum Universal
Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa Robota significa servidumbre o
trabajador forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot. Dicha
narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una
sustancia química que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia para fabricar robots, y
sus planes consisten en que los robots sirvan a la clase humana de forma obediente para
realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en el diseño de los robots,
elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente desarrolla un ser 'perfecto'. El
argumento experimenta un giro desagradable cuando los robots perfectos comienzan a no
cumplir con su papel de servidores y se rebelan contra sus dueños, destruyendo toda vida
humana. Entre los escritores de ciencia ficción, Issac Asimov contribuyó con varias
narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el término Robótica. La
imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una
seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios [Machiavello, 2012].
2.2.2 APLICACIONES DE LA ROBÓTICA
Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, desde los robots en los salones de
clase, robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazo tele operador en el
transbordador espacial.
Industria Los robots son utilizados por una diversidad de procesos industriales como lo son:
la soldadura de punto y soldadura de arco, pinturas de spray, transportación de materiales,
molienda de materiales, moldeado en la industria plástica, máquinas herramientas.
19
Laboratorios Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones. Un típico
sistema de preparación de muestras consiste de un robot y una estación de laboratorio, la cual
contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de pruebas. Las aplicaciones
subsecuentes incluyen la medición del pH, viscosidad, y el porcentaje de sólidos en polímeros,
preparación de plasmas humano para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y
disolución de muestras para presentaciones espectromáticas.
Manipuladores La robótica encontró su primera aplicación en la industria nuclear con el
desarrollo de tele operadores para manejar material radiactivo. Los robots más recientes han
sido utilizados para soldar a control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta
radiación.
Agricultura Para muchos la idea de tener un robot agricultor es ciencia ficción; o al menos así
parece ser para el Instituto de Investigación Australiano, el cual ha invertido una gran cantidad
de dinero y tiempo en el desarrollo de este tipo de robots. Entre sus proyectos se encuentra una
máquina que esquila a las ovejas. Debido a la escasez de trabajadores en los obradores, se
desarrolla otro proyecto, que consiste en hacer un sistema automatizado de un obrador, el
prototipo requiere un alto nivel de coordinación entre una cámara de video y el efecto final
que realiza en menos de 30 segundos ocho cortes al cuerpo del cerdo.
Espacio La exploración espacial posee problemas especiales para el uso de robots. Muchos
científicos han hecho la sugerencia de que es necesario el uso de Robots para continuar con los
avances en la exploración espacial.
Vehículos submarinos En la actualidad, muchos de estos vehículos submarinos se utilizan en
la inspección y mantenimientode tuberías que conducen petróleo, gas o aceite en las
plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del cableado apara comunicaciones, para
investigaciones geológicas y geofísicas en el suelo marino.
Educación Los robots están apareciendo en los salones de clases de tres distintas forma.
Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un
medio de enseñanza. Segundo y el más común es el uso del robot tortuga en conjunción con el
lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. En tercer lugar está el uso de los
20
robots en los salones de clases. Una serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y
sistemas completos han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios
educacionales [Gonzales, Espina, 2012].
2.2.3 QUE ES UN ROBOT
Existen ciertas dificultades a la hora de establecer una definición formal de lo que es un robot.
Las definiciones son muy dispares:
• “Es un dispositivo reprogramable y multifuncional diseñado para mover materiales,
piezas, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos
programados”, Robot Institute of América, 1979
• “Un dispositivo automático que realiza funciones que normalmente se considera son o
debieran ser realizadas por humanos”, Diccionario Webster
• Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar
operaciones antes reservadas sólo a las personas, Diccionario Real Academia
En general, un robot es una máquina capaz de realizar una acción o un trabajo de forma
automática, pudiendo adaptar su actividad en función de la información que percibe de su
entorno.
Cuando nos hacemos esta pregunta, casi todos imaginamos el característico robot de las
películas, con forma humanoide, capaz de hablar y actuar de manera muy similar a una
persona. Esta concepción que tenemos de los robots está muy influenciada por el cine y la
televisión. Sin embargo, estamos rodeados permanentemente por robots que utilizamos sin
darnos cuenta para realizar tareas muy cotidianas para nosotros.
Un ejemplo de robot actual sería un túnel de lavado: se trata de una máquina capaz de realizar
un trabajo de limpieza de forma autónoma (sin intervención humana), que empieza a trabajar
sólo cuando detecta un coche en el túnel, y que adapta su funcionamiento a la forma de cada
coche [Blanco, 2004].
Origen de la palabra robot
Robot, palabra emparentada con los términos germánicos arbi (herencia) y arbaiths
(trabajo, faena, pena) y arbait (trabajo) equivalente en eslavo antiguo rabota (o robota) que en
21
checo y polaco significa servidumbre o trabajo forzado. Otro término checo es robotnik que
significa siervo.
El término genérico de "robot" fue acuñado por el escritor novelista y dramaturgo checo
Karel Kapek que lo utilizó por primera vez en una novela corta titulada "Opilec" y tres años
más tarde, en una comedia llamada “R.U.R.: Rossums`s Universal Robots” en la que la
narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una
sustancia química que es similar al protoplasma.
En este trabajo entenderemos robot como: Un robot es un dispositivo electrónico mecánico
con capacidad de movimiento y acción, con cierto grado de autonomía, que desempeña tareas
en forma automática y que exhiben inteligencia computacional y es programable.
2.2.4 ARQUITECTURA DE ROBOTS
La arquitectura o estructura mecánica de un robot determina tanto el espacio de trabajo como
las prestaciones que puede esperarse de un robot. Por este motivo numerosos estudios han
intentado lograr estructuras que puedan sustituir con ventaja a las tradicionales, al menos en
determinadas aplicaciones. A pesar de las numerosas propuestas realizadas ninguna de ellas
se ha abierto camino de una manera clara en el ámbito industrial [Olledo Baturone, 2001]
2.2.5 TIPOS DE ROBOTS
No resulta sencillo hacer una clasificación de tipos de robots, puesto que ningún autor se pone
de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y sus características esenciales [Sagua,
2013].
Robots Industriales
La creciente utilización de robots industriales en el proceso productivo, ha dado lugar al
desarrollo de controladores industriales rápidos y potentes, basados en microprocesadores, así
como un empleo de servos en bucle cerrado que permiten establecer con exactitud la posición
real de los elementos del robot y su desviación o error [Soriano, 2013]. Esta evolución ha dado
origen a una serie de tipos de robots, que se citan a continuación:
22
Manipuladores
Son sistemas mecánicos multifuncionales, con un sencillo sistema de control, que permite
gobernar el movimiento de sus elementos de los siguientes modos:
• Manual: Cuando el operario controla directamente la tarea del manipulador.
• De secuencia fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso de trabajo
preparado previamente.
• De secuencia variable: Se pueden alterar algunas características de los ciclos de
trabajo
Existen muchas operaciones básicas que pueden ser realizadas de forma óptima mediante
manipuladores. Por ello, estos dispositivos son utilizados generalmente cuando las funciones
de trabajo son sencillas y repetitivas [Soriano, 2013].
Robots de repetición o aprendizaje
Son manipuladores que se limitan a repetir una secuencia de movimientos, previamente
ejecutada por un operador humano, haciendo uso de un controlador manual o un dispositivo
auxiliar. En este tipo de robots, el operario durante la fase de enseñanza se vale de una pistola
de programación con diversos pulsadores o teclas, o bien de joysticks, o bien utiliza un
maniquí, o desplaza directamente la mano del robot. Actualmente, los robots de aprendizaje
son los más conocidos en algunos sectores de la industria, y el tipo de programación que
incorporan recibe el nombre de "gestual".
Robots con control por computador
Son manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales, controlados por un computador,
que habitualmente suele ser un microordenador. El control por computador dispone de un
lenguaje específico de programación, compuesto por varias instrucciones adaptadas al
hardware del robot, con las que se puede diseñar un programa de aplicación utilizando solo el
ordenador. A esta programación se le denomina “textual” y se crea sin la intervención del
manipulador.
23
Las grandes ventajas que ofrece este tipo de robots, hacen que se vayan imponiendo en el
mercado rápidamente, lo que exige la preparación urgente de personal cualificado, capaz de
desarrollar programas de control que permitan el manejo del robot.
Robots Inteligentes
Son similares a los del grupo anterior, pero tienen la capacidad de poder relacionarse con el
mundo que les rodea a través de sensores y de tomar decisiones en función de la información
obtenida en tiempo real. De momento, son muy poco conocidos en el mercado y se encuentran
en fase experimental, donde grupos de investigadores se esfuerzan por hacerlos más efectivos,
al mismo tiempo que más económicamente asequibles. El reconocimiento de imágenes y
algunas técnicas de inteligencia artificial son los campos que más se están estudiando para su
posible aplicación en estos robots.
Micro-robots
Con fines educacionales, de entretenimiento o investigación, existen numerosos robots de
formación o micro-robots a un precio muy asequible, cuya estructura y funcionamiento son
similares a los de aplicación industrial.
Estos robots son adquiridos en universidades y centros de investigación, puesto que eran una
forma económica de experimentar con múltiples tareas robóticas, hoy en día se pueden
encontrar en algunos centros educativos, incluidas escuelas de primaria e institutos. El
personal de dichos centros ha apostado por este tipo de robots para estimular el interés de sus
alumnos por la ciencia y la tecnología y los resultados son altamente satisfactorios.
Figura 2. 1 Robot Lego
Fuente: Lego Mindstorms, 2011
24
2.2.6 ROBÓTICA MÓVIL
En el apartado anteriorse ha realizado un desglose de los diferentes tipos de robots existentes
atendiendo a su aplicación, pero más allá de este aspecto práctico hay otro hecho característico
de los robots modernos que les confiere un mayor grado de libertad y utilidad. Esta
característica es el movimiento en el espacio físico, es decir, la posibilidad de desplazarse por
el entorno para observarlo e interactuar con él, y de esta forma emular con mayor fidelidad las
funciones y capacidades de los seres vivos [Olledo Baturone, 2001]
Clasificación de los robots móviles
De la misma forma que se ha descrito en el apartado anterior en base a diferentes criterios se
puede establecer una taxonomía dentro del colectivo de los robots móviles. Si por ejemplo se
atiende a sus características estructurales y funcionales se puede establecer la siguiente
clasificación:
Robots rodantes
Son aquellos que, como su nombre indica, se desplazan haciendo uso de ruedas, generalmente
montadas por pares en una configuración 2+2 como las de un vehículo por mera simplicidad.
Habitualmente solo dos de sus ruedas presentan tracción y otras dos dirección, de forma que
sea posible maniobrar el robot con un solo servomotor.
También es frecuente encontrar distribuciones de ruedas montadas en modo triciclo, donde
una rueda sirve para la dirección y las otras dos aportan la tracción. Otra opción es que la
tercera rueda simplemente sea una rueda loca y las otras dos aporten tanto la tracción como la
dirección.
Existen algunos casos especiales en los que se usan otras configuraciones que dotan al robot
de mejor adaptación a terrenos difíciles. En estos casos los algoritmos de control de
movimiento adquieren una mayor complejidad, proporcional al número de elementos
direccionables de forma independiente.
Por último cabría considerar a los robots con orugas como un tipo de robot rodante en el que
se substituyen las ruedas por un mecanismo de oruga para la tracción. La dirección se
consigue parando una de las orugas o haciéndolas girar en sentido contrario.
25
Robots andantes
Respecto a los robots construidos a imagen y semejanza humana, con dos piernas, las técnicas
de control necesarias son varias, pero todas ellas hacen uso de complejos algoritmos para
poder mantener el equilibrio y caminar correctamente. Todos ellos son capaces de caminar
bien sobre suelos planos y subir escaleras en algunos casos, pero no están preparados para
caminar en suelos irregulares.
Algunos incluso pueden realizar tareas como bailar, luchar o practicar deportes, pero esto
requiere una programación sumamente compleja que no siempre está a la altura del hardware
del robot y de su capacidad de procesamiento.
Robots reptadores
Una clase curiosa de robots, creados basándose en animales como las serpientes, su forma de
desplazarse es también una imitación de la usada por estos animales. Están formados por un
número elevado de secciones que pueden cambiar de tamaño o posición de forma
independiente de las demás pero coordinada, de forma que en conjunto provoquen el
desplazamiento del robot.
Robots nadadores
Estos robots son capaces de desenvolverse en el medio acuático, generalmente enfocados a
tareas de exploración submarina en zonas donde no es posible llegar por ser de difícil acceso o
estar a profundidades que el cuerpo humano no tolera.
Aparte de lo puramente anecdótico, se ha demostrado que la estructura corporal de los peces
así como el movimiento que realizan durante su desplazamiento en el agua, es uno de los
métodos más óptimos de movimiento submarino dado que aprovecha la energía de forma muy
eficiente y permite mayor control en la navegación, produciendo mucho menos ruido y
turbulencias.
Es por todo esto que se está tendiendo a estudiar y emular en lo posible el comportamiento de
estos animales a la hora de crear nuevos robots subacuáticos.
26
Robots voladores
Conquistados los dominios del mar y la tierra solo queda una meta por alcanzar en el mundo
de la robótica, ser capaces de poner robots en el cielo. Para ello y por el momento existen dos
aproximaciones, en función de su principio de vuelo y estructura:
• Helicópteros: habitualmente helicópteros convencionales a los que se les añade la
electrónica necesaria para tener visión artificial y capacidad de toma de decisiones
autónoma.
2.2.7 IMPACTO DE LA ROBÓTICA
La robótica es una nueva tecnología multidisciplinar que hace uso de recursos de otras
ciencias afines:
• Mecánica
• Cinemática
• Dinámica
• Matemáticas
• Automática
• Electrónica
• Informática
• Energía y actuadores eléctricos, neumáticos e hidráulicos
• Visión artificial
• Inteligencia artificial
Su gran auge sobretodo en el sector industrial desde los años 70 ha producido un gran impacto
en diferentes sectores [Barca, 2013]
Medicina
Equipos diagnósticos, sistemas de rehabilitación, prótesis, cirugía robótica [Alcivar, Giler,
2012]
Impacto en la Educación y aprendizaje
• Formación de especialistas dada su gran demanda en el mundo industrial.
• Formación de especialistas en el uso de equipos médicos: cirugía robótica.
27
• Introducción de nuevas asignaturas en carreras de Ingeniería Superior y
Técnica, facultades de informática y centros de formación profesional
• La abundante oferta de robots educacionales en el mercado y sus precios
competitivos, permiten a los centros de enseñanza complementar el estudio
teórico de la Robótica con prácticas [Alcivar, Giler, 2012]
Impacto en la automatización industrial
• Los robots permiten sistemas de fabricación flexibles que se adaptan a las
diferentes tareas de producción
• Las células flexibles disminuyen el ciclo de trabajo de un producto y liberan a
las personas de trabajos desagradables y monótonos
• La interrelación de las diferentes células flexibles a través de potentes
computadores da lugar a la factoría totalmente automatizada
Impacto en la competitividad
• La adopción de la automatización en la fabricación de las poderosas
compañías multinacionales obliga a todas las demás a seguir sus pasos para
mantener su supervivencia
• La automatización provoca un aumento de productividad y de calidad del
producto lo que hace que la empresa sea más competitiva
Impacto sociolaboral
• La inversión económica de la automatización industrial se lleva a cabo a costa
de la reducción de puestos de trabajo
• El desempleo generado queda compensado por los nuevos puestos de trabajo
que surgen en otros sectores: enseñanza, servicios, instalación, mantenimiento
y fabricación de robots
• También supone el mantenimiento del resto de puestos de trabajo dado que la
automatización de la misma provocará la revitalización y salvación de empresa
2.2.8 ESTRUCTURA INTERNA DE UN ROBOT
La estructura es el esqueleto, el soporte fundamental que constituye tanto la forma como la
funcionalidad del robot. Sirve de sujeción para toda la electrónica, sensores, actuadores y
también es parte del aparato motriz como prolongación de los actuadores. Está formada
28
generalmente por una mezcla de partes rígidas y flexibles, fijas y móviles y entre sus
materiales destacan los plásticos, metales y aleaciones resistentes a la par que ligeras como la
fibra de carbono o derivados del aluminio [Olledo Baturone, 2001]
Determina el medio en el que se va a poder desenvolver el robot, así como las actividades que
será capaz de realizar. También protege partes sensibles de la electrónica de golpes, polvo,
agua y otros agentes externos. Como ya se ha mencionado, debe ser un compromiso entre
resistencia y ligereza, adaptándose de la mejor manera posible al tipo de tareas para las que se
diseña el robot que va a poseer dicha estructura.
Un robot está formado por: Sistema de control la función de este sistema es controlar las
acciones que ejecuta el robot de tal forma que puede cumplir con la tarea que le ha sido
asignada y tomando en consideración la información del medio ambiente.
Los sensores, son dispositivos físicos que miden cantidades físicas,estos sensores permiten
que los robots puedan recibir y percibir información desde el mundo que los rodea.
2.3 ROBÓTICA EDUCATIVA
La Robótica Educativa es un medio de aprendizaje, en el cual participan las personas que
tienen motivación por el diseño y construcción de creaciones propias, objeto que posee
características similares a las de la vida humana o animal. Estas creaciones se dan, en primera
instancia, de forma mental y, posteriormente, en forma física, y son construidas con diferentes
tipos de materiales, y controladas por un sistema computacional, los que son llamados
prototipos o simulaciones [Mota Garcia, 2014].
La Robótica Educativa es el conjunto de actividades pedagógicas que apoyan y fortalecen
áreas específicas del conocimiento y desarrollan competencias en el alumno, a través de la
concepción, creación, ensamble y puesta en funcionamiento de robots.
El objetivo de la enseñanza de la Robótica, es lograr una adaptación de los alumnos a los
procesos productivos actuales, en donde la Automatización, tecnología que está relacionada
con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos y basados en computadoras; en la
http://es.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica
29
operación y control de la producción, juega un rol muy importante. Sin embargo la robótica se
considera un sistema que va más allá de una aplicación laboral.
Algo que también cabe mencionar en el estudio de la Robótica, es la gran necesidad de una
perfecta relación entre el Software y el Hardware del Robot, ya que los movimientos que
realizará éste Robot es un acoplamiento entre lo físico y lo lógico.
Robótica pedagógica
La robótica pedagógica tiene como finalidad la de explotar el deseo de los educandos por
interactuar con un robot para favorecer los procesos cognitivos. Martial Vivet propone la
siguiente definición de robótica pedagógica:
Es la actividad de concepción, creación y puesta en funcionamiento, con fines pedagógicos, de
objetos tecnológicos que son reproducciones reducidas muy fieles y significativas de los
procesos y herramientas robóticas que son usados cotidianamente, sobre todo, en el medio
industrial.
El origen de la Robótica Educativa se centra principalmente en la creación de un robot con el
único fin de desarrollar de manera mucho más práctica y didáctica las habilidades motoras y
cognitivas de quienes los usan. De esta manera se pretende estimular el interés por las ciencias
y motivar la actividad sana. Así mismo hacer que el niño logre una organización en grupo,
discusiones que permitan desarrollar habilidades sociales, respetar cada uno su turno para
exponer y aprender a trabajar en equipo.
Se tiene la idea de que se construye un robot utilizando cables y equipo para hacerlo en la vida
real, pero no es así, porque en la Robótica Educativa se pretende inicialmente crear un robot
en computador, se hace en programas especiales como el Logo, donde se realiza un pequeño
estudio que ve si éste robot es realizable o no en la realidad. Aquí, al tenerlo en el computador
se establece la función que cumplirá este robot, las cuales son específicas para realizar
pequeñas tareas como traer objetos o limpiar cosas, y se observa en la pantalla el cómo se ve
este robot. Luego, eliminando y arreglando, se procede a utilizar materiales para llevarlo a
cabo en la realidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Software
http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Educando&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Robot
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Martial_Vivet&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Robot
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=XLogo&action=edit&redlink=1
30
En este punto, se utilizan variados materiales, pueden ser desde piezas de sistemas
constructivos como Lego, Múltiplo o Robo-Ed, a materiales de desecho que no se ocupan en
casa (como cajas de cartón y circuitos en desuso). Aunque, también se usan materiales más de
clase como son metales u otros derivados.
Objetivos que persigue la robótica educativa [Torres, 2014]:
• Que sean más ordenados.
• Promover los experimentos, donde el equivocarse es parte del aprendizaje
• Ser más responsables con sus cosas.
• Desarrollar mayor movilidad en sus manos.
• Desarrollar sus conocimientos.
• Desarrollar la habilidad en grupo, permitiendo a las personas socializar.
• Desarrollar sus capacidades creativas.
• Poder observar cada detalle.
• Desarrollar el aprendizaje en forma divertida.
2.3.1 CARACTERÍSTICAS DE ROBÓTICA EDUCATIVA
Las principales características que ofrece la robótica educativa son [Quiroga Posada, 2009]:
• Integración de distintas áreas del conocimiento
• Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto hacia lo
abstracto
• Apropiación por parte de los estudiantes de distintos lenguajes, gráficos, icónico,
matemático, natural, como si se tratara del lenguaje matemático.
• Operación y control de distintas variables de manera síncrona.
• El desarrollo de un pensamiento sistémico y sistemático.
• Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición del conocimiento
mediante una orientación educativa.
• Creación de entornos de aprendizaje.
• El aprendizaje del proceso científico y de la representación y modelización
matemática.
http://es.wikipedia.org/wiki/LEGO
http://es.wikipedia.org/wiki/Multiplo
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Robo-Ed&action=edit&redlink=1
31
• Creación de un ambiente de aprendizaje lúdico y heurístico.
• Los robots educativos son herramientas o instrumentos de laboratorio que funcionan
junto a las computadoras con el objeto de provocar aprendizajes en los estudiantes
adoptando como metodología la experimentación.
• Los estudiantes aprenden a concebir, manipular, controlar, operar y trabajar con
materiales tecnológicos como son los robots educativos.
2.4 TECNOLOGÍA DEL HARDWARE PARA ROBÓTICA EDUCATIVA
La tecnología a utilizarse para implementar un prototipo del robot educativo es la adquisición
de piezas para armar un robot como ser un bloque de Ladrillo que es un procesador, motores,
sensores y elementos o piezas de material de plástico.
2.4.1 KIT DE LEGO MINDSTORMS EV3
El Kit MINDSTORMS EV3 es lo último en robótica educativa. Recoge las sugerencias de
cientos de profesores alrededor del mundo, como ser un motor mediano para dar mayor
versatilidad a las aplicaciones, orugas, memoria expandible, capacidad de conexión por WiFi
y Bluetoth. Incluye un Ladrillo EV3 programable, tres motores servos interactivos, sensor de
proximidad por ultrasonido mejorado, giroscopio, dos de contacto, color y rotación. Una
batería recargable de litio, cables de conexión y suficientes piezas LEGO como para crear un
modelo a la vez [The Lego Group, 2013].
Figura 2. 2 Robot Educativo Gyroboy
Fuente: Lego-Mindstorms
31
• Creación de un ambiente de aprendizaje lúdico y heurístico.
• Los robots educativos son herramientas o instrumentos de laboratorio que funcionan
junto a las computadoras con el objeto de provocar aprendizajes en los estudiantes
adoptando como metodología la experimentación.
• Los estudiantes aprenden a concebir, manipular, controlar, operar y trabajar con
materiales tecnológicos como son los robots educativos.
2.4 TECNOLOGÍA DEL HARDWARE PARA ROBÓTICA EDUCATIVA
La tecnología a utilizarse para implementar un prototipo del robot educativo es la adquisición
de piezas para armar un robot como ser un bloque de Ladrillo que es un procesador, motores,
sensores y elementos o piezas de material de plástico.
2.4.1 KIT DE LEGO MINDSTORMS EV3
El Kit MINDSTORMS EV3 es lo último en robótica educativa. Recoge las sugerencias de
cientos de profesores alrededor del mundo, como ser un motor mediano para dar mayor
versatilidad a las aplicaciones, orugas, memoria expandible, capacidad de conexión por WiFi
y Bluetoth. Incluye un Ladrillo EV3 programable, tres motores servos interactivos, sensor de
proximidad por ultrasonido mejorado, giroscopio, dosde contacto, color y rotación. Una
batería recargable de litio, cables de conexión y suficientes piezas LEGO como para crear un
modelo a la vez [The Lego Group, 2013].
Figura 2. 2 Robot Educativo Gyroboy
Fuente: Lego-Mindstorms
31
• Creación de un ambiente de aprendizaje lúdico y heurístico.
• Los robots educativos son herramientas o instrumentos de laboratorio que funcionan
junto a las computadoras con el objeto de provocar aprendizajes en los estudiantes
adoptando como metodología la experimentación.
• Los estudiantes aprenden a concebir, manipular, controlar, operar y trabajar con
materiales tecnológicos como son los robots educativos.
2.4 TECNOLOGÍA DEL HARDWARE PARA ROBÓTICA EDUCATIVA
La tecnología a utilizarse para implementar un prototipo del robot educativo es la adquisición
de piezas para armar un robot como ser un bloque de Ladrillo que es un procesador, motores,
sensores y elementos o piezas de material de plástico.
2.4.1 KIT DE LEGO MINDSTORMS EV3
El Kit MINDSTORMS EV3 es lo último en robótica educativa. Recoge las sugerencias de
cientos de profesores alrededor del mundo, como ser un motor mediano para dar mayor
versatilidad a las aplicaciones, orugas, memoria expandible, capacidad de conexión por WiFi
y Bluetoth. Incluye un Ladrillo EV3 programable, tres motores servos interactivos, sensor de
proximidad por ultrasonido mejorado, giroscopio, dos de contacto, color y rotación. Una
batería recargable de litio, cables de conexión y suficientes piezas LEGO como para crear un
modelo a la vez [The Lego Group, 2013].
Figura 2. 2 Robot Educativo Gyroboy
Fuente: Lego-Mindstorms
32
Lego Mindstorms es un juego de robótica para niños fabricado por la empresa Lego, el cual
posee elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión de piezas y la programación
de acciones en forma interactiva.
Lego Mindstorms puede ser usado para construir un modelo de sistema integrado con partes
electromecánicas controladas por computador. Prácticamente todo puede ser representado con
las piezas tal como en la vida real, como un elevador o robots industriales.
Mindstorms cuenta con tres modelos de bloques EV3, NXT y RCX cada uno de ellos con
características avanzadas con respecto al anterior, destacándose una evolución en los
procesadores, sensores y componentes.
2.4.2 HISTORIA DE LEGO MINDSTORMS
LEGO, cuyo nombre viene de las palabras en Danés “leg godt” (jugar bien), y de Mindstorms
(tormenta de ideas). Todo empezó en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), donde
empezaron las investigaciones sobre microcontroladores que fuesen fácilmente programables
y se conectasen a sensores y actuadores [The Lego Group, 2013].
Desde su presentación en 1998, el set de herramientas de robótica para la construcción y
programación se ha convertido en uno de los productos más vendidos en la historia de Lego
Group. Robotics Invention System alimento las imaginaciones y logró satisfacer al inventor
que llevaban dentro generaciones de entusiastas de Lego y la robótica, lo que dio lugar al
surgimiento de una comunidad global de usuarios y estudiantes de todas las edades durante los
últimos 15 años que han creado y controlado robots al estilo de LEGO.
En 1986 se lanzan los primeros productos LEGO controlados por computadora.
En 1988 LEGO Group y el Instituto de Tecnología de Massachusetts comienzan a trabajar
juntos para desarrollar un "bloque inteligente" que dará vida a las creaciones LEGO mediante
programación informática.
Enero de 1998: El Bloque RCX inteligente y el sistema Robotics Invention System se
presentan a los medios de comunicación en el Museo de Arte Moderno de Londres.
Septiembre de 1998: Se lanza el Robotics Invention System simultáneamente en los Estados
33
Unidos y en el Reino Unido. Hay otros dos sets de expansión: Extreme Creatures y
RoboSports.
Abril de 2005: Se celebra el primer Campeonato Mundial de la Liga FIRST LEGO en Atlanta.
Agosto de 2006: LEGO MINDSTORMS NXT se lanza en los Estados Unidos y, luego, a nivel
internacional.
Abril de 2007: La Liga FIRST LEGO supera los 100.000 participantes por primera vez.
Mayo de 2008: LEGO MINDSTORMS ingresa al salón de la fama de robots de Carnegie
Mellon University
Agosto de 2009: Se lanza la repetición de la plataforma LEGO MINDSTORMS NXT 2.0.
Enero de 2013: Se celebra el 15º aniversario de LEGO MINDSTORMS y se presenta la
plataforma de la próxima generación, LEGO MINDSTORMS EV3, en la Muestra
internacional de productos electrónicos.
Septiembre de 2013: La tercera generación de la robótica Lego, LEGO MINDSTORMS EV3,
se lanza a nivel mundial [The Lego Group, 2013].
2.4.3 QUE ES LEGO MINDSTORMS EV3
Lego Mindstorms es una plataforma para el diseño y desarrollo de robots, que sigue la
filosofía de la marca LEGO, armar y construir todo tipo de objetos simplemente uniendo
bloques interconectables. Pues eso es LEGO Mindstorms.
El bloque central es un microcontrolador, al que se le ha añadido una carcasa de ladrillo con
forma de Lego. La conexión de sensores y actuadores es muy sencilla, por simple presión en
cualquiera de las puertas y en cualquier posición
Las piezas de Lego tienen multiples formas y tamaños. Lo que nos permite construir diversas
estructuras, usando los bloques como ladrillos o vigas. Mediante una computadora se realiza la
programación del ladrillo, usando diferentes programas y lenguajes [The Lego Group, 2013].
2.4.4 POR QUE USAR LEGO MINDSTORMS EV3
Las principales ventajas de utilizar Lego Mindstorms son:
34
• Fácil de armar y desarmar, no es necesario utilizar soldadura, ni tornillo, todo lo que se
arma se puede desarmar rápidamente.
• Además permite usar las piezas en múltiples diseños distintos.
• Muy extendido por todo el mundo, lo que permite encontrar gran cantidad de
información e ideas para el diseño y soluciones a problemas.
• No es un pack cerrado. Es decir, se puede comprar más ampliaciones de Lego, adquirir
piezas deterioradas o perdidas, añadir piezas realizadas manualmente, como por
ejemplo sensores y motores, e incluso circuitos neumáticos.
• Múltiples posibilidades y lenguajes de programación, desde el nivel mas básico e
intuitivo, uso de lenguajes conocidos como C o Java, utilización de Linux, además
podemos programar en lenguaje gráfico.
• Indicado para entornos educativos, desde escuelas primaria, secundaria y
universidades, pues se puede aprender de forma fácil tanto la mecánica como
electrónica e Informática.
2.4.5 COMPONENTES DEL LEGO MINDSTORMS EV3
Este set principal está optimizado para el uso en el aula y contiene todo lo que necesitas para
enseñar utilizando el emocionante set LEGO MINDSTORMS.
Permite a los estudiantes construir, programar y probar sus soluciones basándose en tecnología
robótica de la vida real. Contiene el Ladrillo inteligente de EV3, una pequeña y poderosa
computadora que hace posible controlar motores y recolectar información [The Lego Group,
2013].
Kit de robótica con fines educativos.
• 541 piezas especialmente seleccionadas para el aprendizaje y la investigación.
• Ladrillo controlador programable Ev3 con sistema operativo Linux.
• Capacidad de conexión con transmisores WiFi y Bluetooth.
• Elementos plásticos desmontables para implementación de estructuras robotizadas.
Comprende ejes, engranajes, bujes, vigas rectas, vigas con ángulo, ruedas y diversidad
de conectores.
35
• Un sensor de color.
• Un sensor giroscopio para medir grados de inclinación.
• Dos sensores de contacto.
• Un sensor de ultrasonido para medir distancias y responder al movimiento.
• Display matricial.
• Altavoz piezoeléctrico.
• Tres servomotores que incorporan sensores de rotación.
• LEDs incorporados en el controlador.
• Cuatro puertos para sensores.
• Cuatro puertos para motores.
• Siete cables de conexión controlador – sensores, controlador – servomotores,
controlador-LEDs.
• Batería de Litio recargable.
• Soporte USB 2.0
• Caja de plástico para guardar el kit.
• Dos bandejas para organizarpiezas.
2.4.6 LADRILLO EV3
El nuevo ladrillo inteligente LEGO EV3 es más que una simple actualización del ladrillo
NXT. El nuevo ladrillo EV3 es cómo una mini computadora que soporta un gran incremento
en memoria, poder de CPU, escalabilidad y conectividad [The Lego Group, 2013].
Especificaciones:
• Procesador ARM9 a 300 MHz
• Memoria Flash de16 MB, 64 MB RAM, y almacenamiento ampliable con tarjetas mini
SD hasta 32 GB
• Sistema Operativo Linux.
• Puerto USB 2.0 que permitirá en el futuro ampliar con WiFi. Posible conectar en
daisy-chain hasta 4 ladrillos físicos por los puertos USB y programarlos todos como si
fueran una unidad lógica 4 veces más potente y con mas puertos.
• Frecuencia más alta de muestreo de los sensores y entradas: 1000 muestras/seg
36
• 4 puertos para sensores y 4 puertos para servo-motores
• Ladrillo inteligente con pantalla más grande y altavoz mucho más potente
• Interfaz adicional de botones, con iluminación trasera, para indicar todos los posibles
estados.
• Bluetooth interno
• Compatibilidad total con LEGO MINDSTORMS NXT: los sensores y servos NXT
funcionan perfectamente en el nuevo ladrillo EV3. Es posible programar el ladrillo
NXT mediante el nuevo software EV3
Figura 2. 3 Ladrillo EV3
Fuente: Lego-Mindstorms, 2013
2.4.7 SERVOMOTORES EV3
El servo motor grande de LEGO Mindstorms EV3 es un motor de gran alcance que utiliza la
retroalimentación del tacómetro para un control preciso de posición y velocidad dentro de una
precisión de 1 grado de exactitud. Al utilizar el sensor de rotación integrado en el motor
inteligente se puede utilizar para alinearse y sincronizarse con otros servomotores del robot
para que pueda conducir en línea recta, los dos servomotores a la misma velocidad exacta [The
Lego Group, 2013].
También puede ser usado para dar una lectura precisa de movimiento en los experimentos. El
diseño de la carcasa del motor hace que sea muy fácil de montar trenes de engranajes.
• Tacómetro de retroalimentación de 1 grado de exactitud
37
• 160-170 RPM (revoluciones por minuto)
• Par de funcionamiento (torque) de 20 N/cm
• "Stall torque" Par de aguante de 40 N/cm
• Auto-ID está integrado en el software EV3
Figura 2.4 Motor Servo Grande y Mediano
Fuente: Lego-Mindstorms, 2013
2.4.8 SENSORES DE EV3
Sensor táctil: Reconoce tres condiciones, tocado, en contacto y lanzado
Figura 2.5 Sensor Táctil
Fuente: Lego-Mindstorms, 2013
Sensor de color: Reconoce siete colores diferentes y mide la intensidad de la luz
38
Figura 2.6 Sensor de Color
Fuente: Lego-Mindstorms, 2013
Sensor infrarrojo: Detecta objetos y puede rastrear y encontrar la baliza infrarroja remota.
Figura 2.7 Sensor Infrarrojo
Fuente: Lego-Mindstorms, 2013
2.5 ENTORNO DE PROGRAMACIÓN PARA LEGO MINDSTORMS
Existe una gran diversidad de entornos de programación que permiten construir programas
para los robots LEGO MINDSTORMS en diferentes lenguajes de programación.
Como se puede observar existen herramientas para programar los controladores en
prácticamente cualquier lenguaje de alto nivel, incluyendo algunos de los más extendidos: C,
C++, Java, Ada, .NET, C#, Visual Basic, LabVIEW, Python, Ruby, MATLAB. Además,
existen lenguajes de programación específicos que están basados en lenguajes de
programación estándar y que añaden algunas características específicas facilitando la
39
programación de los controladores. Entre estos lenguajes de programación predominan los
lenguajes textuales NQC, NXC y RobotC, basados en código C y NXT-G que se trata de un
lenguaje de programación gráfico basado en LabVIEW.
Además, de la amplia gama de lenguajes de programación disponibles, una característica
importante de la programación de los robots LEGO es la gran cantidad y calidad de entornos
de programación disponibles.
En muchos casos, se pueden programar los robots LEGO desde entornos que se utilizan a
nivel profesional, como Visual Studio .NET, Eclipse, LabVIEW o muchos de los entornos que
soporten el compilador. La programación con estos entornos de programación se realiza desde
una computadora con Windows o Linux desde donde se utilizan herramientas para crear los
programas.
El software de LEGO MINDSTORMS EV3 es desarrollado y distribuido por el Grupo LEGO.
2.6 TECNOLOGÍA EDUCATIVA
La tecnología educativa permite conjugar todos los elementos del proceso docente en forma
racional. Su objetivo es garantizar la práctica educativa en su dimensión global y favorecer la
dinámica de aprendizaje.
Sus orígenes se hallan en la enseñanza programada con la idea de elevar la eficiencia de la
dirección del proceso docente. Su creación se atribuye a Burrhus Frederick Skinner, profesor
de la Universidad de Harvard, en el año de 1954.
El modelo de Skinner sirvió como base para la enseñanza programada, teniendo como
antecedentes las máquinas de enseñar.
La incorporación de las innovaciones tecnológicas a la educación según Tedesco (1998) se
justifica principalmente por la necesidad de evitar la marginación de quienes no manejen los
códigos que manejan las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).
40
TIC se entiende no sólo como un conjunto de herramientas, sino como un entorno virtual
donde convergen interacciones humanas y capacidades tecnológicas, orientadas a desarrollar
un espacio informatizado y multimedial.
Cañellas en 1998 define las TIC como las comunicaciones de todos los medios electrónicos
que crean, almacenan, recuperan y transmiten información en grandes cantidades.
Las TIC entonces son herramientas, soportes y canales que procesan, almacenan, sintetizan,
recuperan y presentan información de la forma más variada.
Los soportes han evolucionado en el transcurso del tiempo (telégrafo óptico, teléfono fijo,
celulares, televisión) ahora en esta era podemos hablar de la computadora y de la Internet.
El uso de las TIC representa una variación notable en la sociedad y a la larga un cambio en la
educación, en las relaciones interpersonales y en la forma de difundir y generar
conocimientos.
La tecnología educativa como medio educativo es una organización de recursos para el
entendimiento de las acciones del profesor y del alumno. Se puede decir que tiene dos
objetivos importantes que cumplir:
Un objetivo intelectual, que comprende la tarea de planear, organizar, diseñar, y evaluar el
proceso.
Un objetivo tecnológico, que se preocupa del funcionamiento y calidad de la técnica de las
herramientas que se necesitan para cumplir con las expectativas de la educación.
Bajo esta concepción de aprendizaje para toda la vida, se entiende como un proceso de soporte
continuo en el cual se estimula y habilita a los alumnos para adquirir todos los conocimientos,
destrezas y la práctica de valores que requieran a lo largo de su vida, y aplicarlo con seguridad
y creatividad en todos los momentos y circunstancias que lo requieran.
La tecnología permite concretizar el aprendizaje para toda la vida, ya que gracias a ellas se
puede aprender virtualmente en el tiempo y lugar que el aprendiz elija, sin obstáculos que
puedan interferir en su aprendizaje.
41
Hawkins 1993 define las cinco áreas en las que la tecnología ha demostrado ser de gran
utilidad:
• Actividades organizadas alrededor del aprendizaje centradas en el estudiante.
• Colaboración en el trabajo
• Cambio en el rol de enseñanza
• Instrucción profesional entre educadores
• Como conocimiento administrado por los aprendices.
La tecnología en el proceso de enseñanza-aprendizaje debe permitir la conceptualización del
tipo de enseñanza impartida hasta el momento, donde el maestro transmite el conocimiento y
el alumno lo asimila, el principal sujeto es el maestro considerado como la principal fuente de
información, el medio privilegiado es la exposición oral, el maestro decide qué, cómo enseñar
y donde marca el ritmo de cómo debe aprender el alumno.
Tecnificar la educación es hacerla más eficaz para cumplir con una de las metas que se le ha
asignado, por loque es un compromiso de los maestros de guiar a los alumnos hacia las metas
propuestas que nos imponen los patrones educativos.
El Sistema educativo busca brindar nuevas herramientas que faciliten y enriquezcan el
aprendizaje. Aquí se considera al estudiante como la persona principal.
Por tanto, el maestro y el alumno colaboran en un proceso continuo de aprendizaje. Esta
última idea nos permite llegar a la conceptualización del sistema de enseñanza.
Según este nuevo sistema, lo más importante es que el alumno aprenda lo que desea y necesita
aprender, enriquecer las actividades que mejoren el proceso de enseñanza-aprendizaje,
estimular la participación colaborativa de los estudiantes, mejorar la comunicación entre el
maestro y el alumno, crear medios adecuados para la transmisión de conocimientos.
Adecuar la enseñanza al ritmo de aprendizaje del alumno [Sánchez, 2011].
42
2.7 MODELOS DE ENSEÑANZA
2.7.1 MODELO CONDUCTISTA
Surge a principios de siglo y sus representantes son Thorndike, Pavlov y Watson.
Posteriormente, fue desarrollado por Skinner. En el modelo conductual se puede distinguir las
grandes épocas: el conductismo clásico (1910 – 1930) y el neoconductismo (1930 – 1960). El
conductismo clásico se subdivide, a su vez, en dos corrientes: Condicionamiento clásico
(Pavlov, Watson) y condicionamiento instrumental (Thorndike).
El planteamiento básico consiste en descomponer la información de un contenido determinado
como una parte del cálculo, en este caso, cálculo Integral en una serie de unidades de
información, estableciendo entre ellas una relación de jerarquía, de manera que una unidad
conduce a otra dentro de una estructura lógica.
El diseño de este tipo de programas contempla un cierto grado de adaptabilidad, dando opción
a seleccionar ejercicios elementales o complejos en función de la capacidad del alumnado.
Bajo esta fórmula resulta evidente que el tipo de aprendizaje que se propicia exige
fundamentalmente habilidades intelectuales básicas.
Los programas editados por Computer Curriculum Corporation en Estados Unidos puede ser
un buen ejemplo de esta opción [Sánchez, 2011].
2.7.2 MODELO CONSTRUCTIVISTA
El constructivismo es una corriente de pensamiento contemporáneo reconocible en múltiples
campos de la inteligencia, que asimila aspectos específicos, como el creativismo, un fecundo
estímulo en las áreas del saber, permitiendo entender mejor los fenómenos de la invención y
del descubrimiento.
Para algunos autores implica también la utilización de materiales cognitivos manipulables,
destinados a construir nuevos objetos relacionados con las necesidades del individuo. Es decir,
que el conocimiento debe ser construido por el educando y no un producto expuesto por el
medio externo, a este se incluye el maestro.
43
El filósofo italiano del siglo XVII Juan Bautista Vico, es considerado el precursor más ilustre
ya que sostuvo que los hombres pueden entender con claridad solamente lo que ellos han
construido. Este principio, que muchos otros autores y pensadores han reconocido, solo en la
época contemporánea ha sido aplicado a la pedagogía con las investigaciones y estudios de
John Dewey y Jean Piaget.
Jean Piaget, suizo nacido en 1896, es el creador de la teoría de la educación, basada en los
estudios científicos realizados en las áreas de ciencias naturales, psicología y la pedagogía.
John Dewey: Definió a la educación como una reconstrucción continua de experiencias, la
escuela debe ser un instrumento adaptado a la especialización funcional de los intereses de los
educandos. Vendría luego la teoría construccionista de Seymour Papert quien trabajara con
Piaget en Ginebra, y sus colegas del MIT de Boston. Para Papert “el mejor aprendizaje no
consiste en encontrar las mejores formas para que el profesor instruya, sino en darle al
estudiante las mejores oportunidades para que construya”.
Esto no significa que la instrucción es siempre mala. La instrucción es una de las medicinas
que requieren un paciente. Si viene en el momento oportuno y en la dosis correcta, ayudará al
restablecimiento, pero si viene en sobredosis y aun como única medicina, su efecto no logrará
curar al enfermo. El construccionismo se pregunta también cómo diseñar nuevos materiales y
ambientes de aprendizaje para apoyar y fomentar la construcción activa del conocimiento para
los niños.
Papert (1981) se propuso utilizar lo que aprendió sobre los niños como una base para redefinir
la educación. En su libro “Desafío a la Mente, lo expresa así: “la obra de Paiget me brindó un
nuevo marco para contemplar los engranajes de mi infancia”. El engranaje puede ser utilizado
para ilustrar muchas ideas matemáticas ricas y “avanzadas”, como los conjuntos o el
movimiento relativo. Pero hace algo más. Al mismo tiempo que vincula con el conocimiento
formal de la matemática, vincula también con el “conocimiento corporal”, con los esquemas
sensorio motores del niño.
44
Uno puede ser el engranaje, puede comprender cómo gira proyectándose uno mismo en su
lugar y girando con él. Es esta doble relación a la vez abstracta y sensorial la que da al
engranaje el poder de introducir en la mente potentes ideas matemáticas.
El creador del lenguaje LOGO elabora un lenguaje de programación destinado a los niños y
niñas dándoles elementos para crear constructos matemáticos, tanto físicos como abstractos.
Se trata, en definitiva de aplicar una concepción constructivista del aprendizaje apoyada en la
utilización de recursos informáticos.
Un modelo complementario del anterior es el de Robert Davis, cuyo concepto de enseñanza se
apoya en elementos tomados también de la psicología Piaget, fundamentalmente en relación
con el pensamiento matemático y a determinados planteamientos de la inteligencia artificial
(IA). Por tanto, se trata de un modelo con bases cognitivas, en la que se programa la enseñanza
como un proceso de descubrimiento por parte del alumnado.
El ordenador aporta un entorno instrumental para apoyar esta metodología, otorgando gran
importancia a las representaciones visuales (multimedia). El tipo de interacción entre el
alumnado y el ordenador trata de recuperar el "diálogo socrático", partiendo de situaciones y
ejemplos cotidianos.
Dwyer (1980) propone una aproximación educativa al ordenador desde la perspectiva de
considerarlo como un medio de expresión. Se trata, por tanto, de una opción que persigue el
facilitar un proceso de aprendizaje de carácter autónomo. En este contexto, el dominio de la
programación como habilidad instrumental se plantea como una "necesidad social", con cuyo
dominio se obtiene una nueva capacidad para el trabajo [Sánchez, 2011].
2.7.3 EFECTOS DE LA TECNOLOGÍA EN LA CONSTRUCCIÓN DEL
CONOCIMIENTO
En cuanto al tipo de elaboraciones mentales que el alumnado puede desarrollar en situaciones
de enseñanza con ordenadores, el psicólogo G. Salomón habla de cuatro clases de efectos de la
tecnología informática sobre aspectos formales de la cognición:
45
• La capacidad para fomentar en los alumnos, la construcción de "herramientas
cognitivas" (metáforas mentales) que le permitan elaborar estrategias de pensamiento.
• Estimular la aparición de nuevas categorías cognitivas en la mente del alumno.
• Fomentar habilidades cognitivas específicas o extinguir parcialmente otras.
• Internalizar códigos y formas simbólicas de expresión como elementos cognitivos.
El constructivismo postula la existencia y prevalencia de procesos activos en la construcción
del conocimiento: habla de un sujeto cognitivo, que claramente rebasa a través de su labor
constructiva lo que le ofrece su entorno.
2.8 DIDÁCTICA
La didáctica es ciencia y arte de enseñar. Es ciencia en cuanto investiga y experimenta nuevas
técnicas de enseñanza, teniendo como base principalmente, la psicología, la sociología y la
filosofía.
Es arte, cuando establece normas de acción o sugiere formas de comportamiento didáctico
basándose en los datos científicos y empíricos dela educación; esto sucede porque la didáctica
no puede separar teoría y práctica, [Hernández, 1998].
La didáctica es la única entre las ciencias pedagógicas que estudia la técnica de enseñar en
todos sus aspectos prácticos y operativos.
La didáctica no es una disciplina autónoma e independiente, sino que se vincula estrechamente
con las demás ramas de la pedagogía, que le sirven de base. Toda la pedagogía converge hacia
la didáctica y se completa en ella.
La didáctica no se limita a establecer las técnicas específicas de dirección del aprendizaje,
como son las de planear, motivar, orientar, fijar, examinar y otras; abarca también los
principios generales, los criterios y las normas practicas que regulan toda la actuación docente,
encuadrándola en un conjunto racional de amplio sentido y dirección. Por lo tanto, la didáctica
es más amplia y comprensiva que la simple metodología [Hernández, 1998].
46
2.8.1 EL MÉTODO DIDÁCTICO
El método didáctico se define como el conjunto organizado de normas, procedimientos y
recursos para dirigir el aprendizaje con el máximo de rendimiento y el mínimo de esfuerzo,
tomando en cuenta las características del educando y el conocimiento del medio ambiente para
alcanzar los objetivos previamente señalados [Hernández, 1998].
El método didáctico es la organización racional y practica de los recursos y procedimientos del
profesor, a fin de dirigir el aprendizaje de los estudiantes hacia los resultados previstos y
deseados; es decir se conduce al estudiante.
El método didáctico propone que:
• Que los estudiantes aprendan de la mejor manera posible.
• Al nivel de su capacidad actual.
• Dentro de las condiciones reales que prevalezcan.
• Un aprendizaje lo más productivo posible.
• Aprovechando el tiempo y recursos materiales y culturales disponibles en el medio
donde se encuentra la escuela, [Hernández, 1998].
2.8.2 RECURSOS DIDÁCTICOS
Los recursos didácticos son todos aquellos medios que se utilizan para proporcionar a los
estudiantes las experiencias sensoriales convenientes, en una introducción natural y segura del
conocimiento.
Recursos son los medios materiales de que disponemos para conducir el aprendizaje de los
alumnos como libros didácticos, guías de estudio, material escolar, pizarrones, mapas, cuadros
murales, proyectores, maquinas, herramientas, aparatos, discos, animales, plantas y otros,
[Hernández, 1998].
2.8.3 TÉCNICAS DIDÁCTICAS
Es el recurso didáctico que se usa para concretar un momento de la lección o parte del método
en la realización del aprendizaje.
47
La técnica representa la manera de hacer efectivo un propósito bien definido de la enseñanza.
Las técnicas son maneras racionales y que la experiencia demuestra que son eficaces de
conducir una o más fases del aprendizaje escolar, por ejemplo, la técnica de la motivación, la
de comprobación del rendimiento, la del trabajo socializado, la de preparar planes de trabajo,
la de los medios audiovisuales, [Hernández, 1998].
48
CAPITULO III
MARCO APLICATIVO
49
CAPITULO III
MARCO APLICATIVO
3.1 INTRODUCCIÓN
En el presente capitulo se presenta el diseño, la construcción, la programación y la prueba del
robot educativo, basándose en las piezas de LEGO MINDSTORMS EV3 EDUCATION.
3.2 DISEÑO DEL ROBOT EDUCATIVO
En esta fase se realiza el diseño básico del robot educativo.
El diseño es una representación significativa de ingeniería de algo que se va construir. El
proceso de diseño es una secuencia de pasos que hacen posible que el diseñador describa todos
los aspectos para construir el robot educativo.
En esta fase de diseño se describe la idea y su representación basada en la necesidad de
resolver los problemas planteados como es la realización de tres figuras geométricas que el
robot móvil debe realizar en un plano, usando ejemplos de la realidad (imitación), también se
usa la imaginación para construir un prototipo de robot educativo que sirva como una
herramienta didáctica para apoyar en la materia de matemáticas en 5to de educación primaria.
3.2.1 ELEMENTOS DEL ROBOT EDUCATIVO
Los elementos o piezas que se utiliza en la construcción o armado del prototipo de robot
educativo móvil con las piezas de Lego Mindstorms EV3, permiten su aprendizaje y
movimiento del robot.
Estos elementos se muestran en la tabla 3.1 y 3.2.
50
CANTIDAD ELEMENTO GRAFICO
1 Ladrillo EV3
2 Servo Motores Grandes
1 Servo Motor Mediano
1 Sensor de color
1 Sensor de contacto
1 Sensor ultrasonido
1 Cable USB para EV3
6 Cables de conexión
Tabla 3.1 Elementos de Lego Mindstorms EV3
Fuente: Elaboración propia
51
CANTIDAD PIEZAS GRAFICO
8
Ejes de color negro de diferente
tamaño
6 Mecanismo de elevación o viga
6
Mecanismo de elevación con
inclinación
4
Mecanismo de elevación en
forma de L
1 Esfera de color
32 Conector de ½ de color
6 Conector perpendicular
4 Conector de 4 pines
12 Pin largo con cresta de fricción
4 Uniones
2 Eje perpendicular y pin doble
51
CANTIDAD PIEZAS GRAFICO
8
Ejes de color negro de diferente
tamaño
6 Mecanismo de elevación o viga
6
Mecanismo de elevación con
inclinación
4
Mecanismo de elevación en
forma de L
1 Esfera de color
32 Conector de ½ de color
6 Conector perpendicular
4 Conector de 4 pines
12 Pin largo con cresta de fricción
4 Uniones
2 Eje perpendicular y pin doble
51
CANTIDAD PIEZAS GRAFICO
8
Ejes de color negro de diferente
tamaño
6 Mecanismo de elevación o viga
6
Mecanismo de elevación con
inclinación
4
Mecanismo de elevación en
forma de L
1 Esfera de color
32 Conector de ½ de color
6 Conector perpendicular
4 Conector de 4 pines
12 Pin largo con cresta de fricción
4 Uniones
2 Eje perpendicular y pin doble
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-eje-negro-eje-tecnico-longitud-p-70.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-viga-c-31_164_63.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-viga-azul-viga-technic-115-doble-codo-p-3388.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-viga-amarillo-viga-technic-p-338.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-pin-c-31_164_52.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-conector-azul-conector-angular-p-1530.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-pin-gris-claro-azulado-pin-technic-union-perpendicular-con-pines-p-129.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-pin-negro-pin-largo-technic-con-friccion-tope-p-121.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-pin-negro-union-perpendicular-pin-technic-p-118.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-pin-gris-claro-azulado-technic-pin-union-perpendicular-ang-p-1075.html
52
Tabla 3.2 Piezas de Lego Mindstorms EV3
Fuente: Elaboración propia
3.2.2 ESTRUCTURA DEL ROBOT EDUCATIVO MÓVIL
La estructura del Robot Educativo móvil, considera como sus partes principales a los sensores,
actuadores y al sistema de control, ver la tabla 3.1.
• Sensores: Son transductores que convierten un tipo de energía a otra que miden cierto
tipo de energía, un indicador o detector, la energía detectada se convierte en impulsos
eléctricos que son captadas por las maquinas de control, esta información la utiliza los
operadores lógicos o bien puede ser analizada por un ser humano.
• Actuadores: Son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de
energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y
da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las
válvulas.
• Sistema de control: Un sistema de control ayuda a mantener regulado un conjunto de
componentes, regula la conducta del sistema dependiendo de las situaciones que se
presentan en el entorno, esto con el fin de obtener un sistema autosuficiente.
4 Llantas
4 Rueda negra con agujeros
6 Engranajes
52
Tabla 3.2 Piezas de Lego Mindstorms EV3
Fuente: Elaboración propia
3.2.2 ESTRUCTURA DEL ROBOT EDUCATIVO MÓVIL
La estructura del Robot Educativo móvil, consideracomo sus partes principales a los sensores,
actuadores y al sistema de control, ver la tabla 3.1.
• Sensores: Son transductores que convierten un tipo de energía a otra que miden cierto
tipo de energía, un indicador o detector, la energía detectada se convierte en impulsos
eléctricos que son captadas por las maquinas de control, esta información la utiliza los
operadores lógicos o bien puede ser analizada por un ser humano.
• Actuadores: Son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de
energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y
da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las
válvulas.
• Sistema de control: Un sistema de control ayuda a mantener regulado un conjunto de
componentes, regula la conducta del sistema dependiendo de las situaciones que se
presentan en el entorno, esto con el fin de obtener un sistema autosuficiente.
4 Llantas
4 Rueda negra con agujeros
6 Engranajes
52
Tabla 3.2 Piezas de Lego Mindstorms EV3
Fuente: Elaboración propia
3.2.2 ESTRUCTURA DEL ROBOT EDUCATIVO MÓVIL
La estructura del Robot Educativo móvil, considera como sus partes principales a los sensores,
actuadores y al sistema de control, ver la tabla 3.1.
• Sensores: Son transductores que convierten un tipo de energía a otra que miden cierto
tipo de energía, un indicador o detector, la energía detectada se convierte en impulsos
eléctricos que son captadas por las maquinas de control, esta información la utiliza los
operadores lógicos o bien puede ser analizada por un ser humano.
• Actuadores: Son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de
energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y
da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las
válvulas.
• Sistema de control: Un sistema de control ayuda a mantener regulado un conjunto de
componentes, regula la conducta del sistema dependiendo de las situaciones que se
presentan en el entorno, esto con el fin de obtener un sistema autosuficiente.
4 Llantas
4 Rueda negra con agujeros
6 Engranajes
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-neumatico-c-31_164_55.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-tecnica-gris-oscuro-rueda-tecnica-brazos-p-1061.html
http://www.electricbricks.com/piezas-lego-technic-engranaje-gris-claro-engranaje-dientes-p-424.html
53
Figura 3.1 Estructura del robot móvil
Fuente: Elaboración propia
3.2.3 ASPECTOS A CONSIDERAR PARA DISEÑO
Los aspectos a considerar para el diseño del prototipo del robot educativo que se ha de
construir más adelante son:
• Plataforma para construir un robot educativo existente en el mercado. Se considera la
plataforma LEGO MINDSTORMS EV3 EDUCATION lanzado al mercado en
septiembre del 2013.
Sistema de Alimentación
Batería de litio recargable
Actuadores: Motores
medianos y grande
Sistema de Control
Ladrillo EV3
Sensores: Color, Táctil
Infrarrojo
Estado y relación
con el entorno
que lo rodea
Procesa la información
en función a su
programación
Medio por el cual
realiza una acción
Entrada Proceso Salida
54
• El robot debe ser una herramienta didáctica para el área de matemática para 5to de
primaria.
• El robot educativo debe realizar figuras geométricas (una recta, un cuadrado, un
rectángulo, un circulo, un triangulo, un polígono).
• El robot educativo debe moverse hacia adelante, hacia atrás, izquierda, derecha,
cambiar su orientación, para esto existe tres formas, rotar, girar y doblar.
• Con las piezas de LEGO EV3 se construirá un robot móvil con tres llantas para la
locomoción, y también se probará con las orugas para el desplazamiento sobre una
superficie.
• El balance del robot debe ser el adecuado para soportar el ladrillo EV3 y los demás
componentes.
• Se utilizará los dos motores grandes para impulsar el movimiento del robot.
• Se utilizará el motor mediando para hacer el movimiento del marcador para realizar las
figuras geométricas.
• Se hará la prueba utilizando la rueda loca, que es una bola metálica con un soporte de
plástico, esto es ideal para el proyecto ya que permite que el robot tenga la posibilidad
de girar sobre sí mismo al utilizar dos motores.
La figura 3.2 muestra el diseño mediante diagrama de bloques.
Figura 3.2 Diagrama de bloques del robot móvil
Fuente: Elaboración Propia
55
Cada uno de los bloques establece una parte fundamental del robot móvil, que permite su
desempeño en un contexto como son:
Usuario: Define la tarea que debe realizar el robot y la supervisa.
Robot: Conforma básicamente el hardware y software del sistema. A su vez consta de:
 Sensores: Elementos que perciben señales del ambiente y la convierten en
información.
 Algoritmos de Control: Estructura computacional formada por diversos módulos
interconectados y cuya función es garantizar el cumplimiento de las tareas.
 Actuadores: Elementos electrónicos y mecánicos que generan el desplazamiento del
robot.
Entorno: Lo constituye todo sistema externo que interactúa con el robot.
El circuito de control o microcontrolador gobernará el movimiento del robot, mediante el
control de los motores de sus ruedas.
El robot móvil que se diseña, funciona con dos sensores que controlan dos motores
independientes. El microcontrolador o ladrillo EV3 controlará el sentido de giro de los
motores independientes, permitiendo que el robot avance o retroceda, gire a la izquierda o
derecha, esto mediante un programa, ver figura 3.3.
Figura 3.3 Diseño de un robot móvil educativo
Fuente: Elaboración Propia
Rueda DerechaRueda Izquierda
Motor Izquierdo
Motor Derecho
Ladrillo EV3
Rueda loca o Llanta de estabilidad
56
Para el funcionamiento del robot se debe tener claro como avanza, retrocede y gira el robot
según los dos motores controlados por el microcontrolador, ver figura 3.4
Figura 3.4 Funcionamiento del robot móvil
Fuente: Elaboración Propia
3.3 CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT EDUCATIVO
La construcción del Robot educativo se basa en el diseño planteado en el acápite 3.2.3
considerándose las piezas, sensores, motores y conexiones con las piezas de Lego Mindstorms
EV3 Education, ver las figuras 3.5 al 3.12
La construcción del robot educativo considera los siguientes pasos:
Paso 1.- Armado del Chasis
Figura 3.5 Armado del chasis
Fuente: Elaboración Propia
Oruga o llanta
Piezas Lego
Motor grande
Motor grande
Oruga o llanta
57
Paso 2.- Armado de llantas junto a los motores grandes.
Figura 3.6 Colocado de llanta al Motor
Fuente: Elaboración Propia
Paso 3.- Instalación de la Batería al Ladrillo EV3.
Figura 3.7 Colocado de Batería al Ladrillo EV3
Fuente: Elaboración Propia
Motor GrandeLlanta Lego
Bola loca
Batería de litio
58
Paso 4.- Instalación del Ladrillo EV3.
Figura 3.8 Instalación del Bloque o Ladrillo EV3
Fuente: Elaboración Propia
Paso 5.- Instalación de los sensores.
Figura 3. 9 Instalación de Sensores
Fuente: Elaboración Propia
Paso 6.- Armado del motor mediano.
Figura 3. 10 Armado del Motor Mediano
Fuente: Elaboración Propia
Bloque o Ladrillo EV3
Motor Mediano
Engranajes
59
Paso 7.- Conexión de cables a los motores y sensores.
Figura 3. 11 Conexión de cables
Fuente: Elaboración Propia
Paso 8.- Robot Educativo armado, listo para recibir las instrucciones de un programa, luego
ejecutar las acciones respectivas.
Figura 3. 12 Prototipo de Robot Educativo
Fuente: Elaboración Propia
3.4 PROGRAMACIÓN DEL ROBOT EDUCATIVO
En esta fase se logrará obtener el movimiento del prototipo mediante la programación.
Las plataformas de Lego pueden ser programados por distintos lenguajes, existen los propios
de la familia de Lego Mindstorms y los que se han ido adaptando considerados de uso libre.
Programar es un procedimiento estructurado que permite dar indicaciones a la máquina en este
caso al robot educativo.
60
La programación sirve para indicarle al robot que actividades debe hacer, para eso le
indicamossi debe mover un motor o estar atento para identificar en que condición está un
sensor y con la información que pueda procesar, el robot deberá realizar una acción o tomar
decisiones para hacer una cosa u otra.
El software de programación LEGO EV3 está desarrollado para apoyar el proceso de
enseñanza y aprendizaje lúdico, para profesores y estudiantes que se introducen en el uso de
robots educativos.
Este software posee un sistema de programación conocido en inglés como “drag and drop”; lo
que quiere decir, arrastrar y soltar. La idea es que se pueda desarrollar un proceso simple y
rápido, permitiendo lograr en poco tiempo los resultados que el programador espera. El
sistema de bloques simplifica el procedimiento estructurado de dar instrucciones al robot.
Estos bloques se pueden concatenar, o juntar unos con otros, de manera lineal para programar
correctamente al robot.
Concatenación no lograda ver figura 3.13
Figura 3.13 Concatenación no lograda
Fuente: Elaboración Propia
Concatenación lograda con dos bloques: ver figura 3.14
Figura 3. 14 Concatenación lograda
Fuente: Elaboración Propia
61
Concatenación lograda con tres bloques ver figura 3.15
Figura 3. 15 Concatenación lograda con tres bloques
Fuente: Elaboración Propia
Aquí se muestra las partes de un bloque del motor mediano:
Figura 3. 16 Partes de un bloque
Fuente: Elaboración Propia
Hacer que el robot avance tres vueltas de rueda hacia adelante, espere por tres segundos y
luego, retrocederá tres vueltas de rueda hacia atrás.
Figura 3. 17 Ejemplo de programación
Fuente: Elaboración Propia
Ahora se tiene para cambios de dirección para que el robot pueda cambiar su orientación para
hacer esto existen tres formas, rotar, girar y doblar:
Para rotar:
62
Figura 3. 18 Dirección para rotar un robot
Fuente: Elaboración Propia
El motor A tiene como valor de potencia el número 75 y el motor D tiene como valor de
potencia el número -75, lo cual indica que un motor irá hacia el frente y el otro en reversa.
Este tipo de conducción es conocida como conducción tanque.
Se finaliza con un momento de espera por un segundo y freno de los motores.
Para girar:
Figura 3. 19 Dirección para girar un robot
Fuente: Elaboración Propia
El motor A está iniciado con un valor de potencia igual a 75 y el motor D está iniciado con el
valor 0. Esto sucederá por tres rotaciones de rueda.
Nuevamente hay una espera de un segundo para proceder a la detención de los motores.
Para doblar:
Figura 3.20 Dirección para doblar un robot
Fuente: Elaboración Propia
63
El motor A está iniciado con un valor de potencia igual a 75 y el motor D está iniciado con el
valor 25. Esto sucederá por tres rotaciones de rueda, permitiendo que el desplazamiento del
robot sea una circunferencia con el eje de giro fuera de la estructura del robot.
En este caso también generamos una espera de un segundo para proceder a la detención de los
motores
Si bien construir robots es divertido, el alma de la robótica es darles vida: hacer que se muevan
y realicen tareas. El Software de LEGO MINDSTORMS EV3 es una interfaz de programación
fácil de usar, intuitiva y basada en iconos, esto para facilitar el aprendizaje de los estudiantes
de 5to de primaria con edades de 10 a 12 años.
3.4.1 REQUERIMIENTOS MÍNIMOS
REQUERIMIENTOS DE SOFTWARE
Sistemas operativos:
Windows: Windows XP (32 bits); Vista (32/64 bits), Windows 7 (32/64 bits) y Windows 8
modo de escritorio, todos con los paquetes de reparación más recientes.
REQUERIMIENTOS DE HARDWARE
Requisitos del sistema:
• Procesador de 2 GHz o superior
• 2 GB de RAM o más
• 2 GB de espacio disponible en disco duro
• Pantalla XGA (1024*768)
• 1 puerto USB disponible
3.4.2 PAGINA DE INICIO DEL SOFTWARE EV3
El Software de EV3, ingresará automáticamente a la Página de inicio.
La Página de inicio facilita la localización y el trabajo con el software y le permite acceder a
todo lo que necesita.
64
Figura 3.21 Pantalla de inicio del Programa
Fuente: Elaboración Propia
En la Página de inicio encontrará las opciones ver figura 3.21 y los recursos siguientes:
a. Pestaña Página de inicio: Este botón siempre lo hace regresar a la Página de inicio.
b. Agregar proyecto: Aquí puede agregar un proyecto nuevo para comenzar a programar su
propio robot.
c. Misiones del Robot: Aquí puede comenzar a construir y programar los modelos animados
principales.
d. Abrir reciente: Obtenga un acceso fácil a los proyectos en los que ha estado trabajando
más recientemente.
e. Inicio rápido: Recursos adicionales como breves videos de introducción, la Guía de uso de
EV3 y la Ayuda del Software.
f. Novedades: Breves historias y novedades de LEGO.com/mindstorms (requiere conexión a
Internet).
g. Más robots: Obtenga acceso a la construcción y programación de más modelos (requiere
conexión a Internet).
a b
d
c
e
f
g
65
3.4.3 INTERFAZ DE PROGRAMACIÓN
En la interfaz de programación está basado en iconos, aquí se programa para la acción del
robot, simplemente se debe arrastrar y soltar las acciones que desee en la ventana de
programación.
Figura 3.22 Interfaz de Programación
Fuente: Elaboración Propia
La interfaz de programación de EV3 consta de las siguientes áreas principales, ver la figura
3.22
a. Área de documento de programación: Diseñe su programa aquí.
b. Paletas de programación: Busque los bloques de construcción para su programa aquí.
c. Página de Hardware: Establezca y administre su comunicación con el Bloque EV3 aquí y
vea qué sensores y motores están conectados y dónde están conectados. Aquí también
descarga los programas al Bloque EV3.
d. Editor de contenidos: Un cuaderno de ejercicios digital integrado al software. Vea
instrucciones o documente su proyecto mediante texto, imágenes y videos.
e. Barra de herramientas de programación: Busque aquí las herramientas básicas para
trabajar con su programa.
a
e
d
b
c
66
3.4.4 PALETAS O BLOQUES DE PROGRAMACIÓN
Todos los bloques de programación que se utilizan para controlar su robot se encuentran en
Paletas de programación en la parte inferior de la Interfaz de programación, debajo del Área
de documento de programación. Los Bloques de programación se dividen en categorías, según
su tipo y naturaleza, lo que facilita la búsqueda del bloque que necesita.
Bloques de acción (En orden de izquierda a derecha)
• Motor mediano
• Motor Grande
• Mover la Dirección
• Mover tanque
• Pantalla
• Sonido
• Luz de estado del Bloque EV3
Figura 3.23 Bloque de acción
Fuente: Elaboración Propia
Bloques de flujo (En orden de izquierda a derecha)
• Iniciar
• Esperar
• Bucle
• Interruptor
• Interrupción del Bucle
Figura 3.24 Bloques de flujo
Fuente: Elaboración Propia
Bloques de sensores (En orden de izquierda a derecha)
• Botones del Bloque EV3
• Sensor de color
• Sensor infrarrojo
67
• Rotación del motor
• Temporizador
• Sensor táctil
Figura 3.25 Bloques de sensores
Fuente: Elaboración Propia
Bloques de datos (En orden de izquierda a derecha)
• Variable
• Constante
• Operaciones secuenciales
• Operaciones lógicas
• Matemática
• Redondear
• Comparar
• Alcance
• Texto
Figura 3.26 Bloques de datos
Fuente: Elaboración Propia
Bloques avanzados (En orden de izquierda a derecha)
• Acceso al archivo
• Mandar mensaje
• Conexión Bluetooth
• Mantener activo
• Valor del sensor sin procesar
• Motor sin regular
• Invertir el motor
• Detener programa
68
Figura 3.27 Bloques avanzados
Fuente: Elaboración Propia
3.4.5 PAGINA DE HARDWARE
La Página de Hardware proporciona información variada acerca del Bloque EV3. Siempre se
encuentra en la esquina inferior derecha cuando se trabaja con programas y puede minimizarse
cuando resulta necesario mediante la pestaña Expandir/Contraer. Aun cuando está contraída,
el Controlador de la Página de Hardware permanecerá visible, lo que le permite descargar su
programa o experimento.
Los diferentes botones del Controlador de la Página de Hardware tienen la siguiente
funcionalidad:
a. Descargar: descarga el programaal Bloque EV3.
b. Descargar y ejecutar: descarga el programa al Bloque EV3 y lo ejecuta inmediatamente.
c. Descargar y ejecutar seleccionado: descarga solo los bloques resaltados al Bloque EV3 y
los ejecuta inmediatamente.
Figura 3.28 Bloque para descargar el programa a EV3
Fuente: Elaboración Propia
a
c
b
69
3.4.6 PROGRAMA BÁSICO PARA UN ROBOT EDUCATIVO EV3
Para conseguir que el robot avance, de media vuelta y vuelva a su posición inicial se tiene el
siguiente ejemplo:
Diagrama de flujo
Figura 3.29 Diagrama de flujo
Fuente: Elaboración Propia
Programa básico realizado con el leguaje EV3.
R1 R2 R3 R4
Figura 3.30 Programa básico de EV3
Fuente: Elaboración Propia
Relación 1
Relación 2
Relación 3
Relación 4
70
Análisis
1. En el diagrama de flujo el inicio del programa lo determina el icono inicio, Lego usa
un botón de play para el inicio del programa.
2. Aunque en Lego no hay equivalente a inicialización de variables en el diagrama de
flujo siempre se deben incluir las variables a la entrada del programa con sus valores
iniciales, en este caso como el robot empieza el programa quieto el valor de
movimiento de ambas ruedas es cero.
Es decir B = 0 y C = 0 ya que son los puertos donde están los motores de Lego.
3. Esta es la relación 1 entre el diagrama de flujo y el programa Lego, observe que en el
diagrama de flujo ambas ruedas giran la misma cantidad (3,5 vueltas) y al mismo
tiempo.
El número cero del icono de lego de la izquierda simboliza el porcentaje de desviación
que quiero que el robot tenga en su marcha, al ser cero el robot andará en línea recta.
El valor 50 simboliza el porcentaje de potencia de ambos motores.
4. Esta es la relación 2 entre el diagrama de flujo y el programa Lego, observe que en el
diagrama de flujo la rueda 1 gira 1,1 vueltas hacia adelante mientras que la rueda 2 gira
1,1 vueltas hacia atrás.
En el caso de lego para hacer que una de las ruedas gire hacia atrás se coloca el
porcentaje de potencia en negativo.
En el diagrama de flujo la cantidad que se debe colocar es referente a la cantidad de
vueltas que debe dar cada rueda, en Lego se coloca la cantidad de vueltas que deseo
que den las dos al mismo tiempo (1,1) sin importar que una de ellas vaya hacia
adelante y la otra hacia atrás.
5. Esta es la relación 3 entre el diagrama de flujo y el programa Lego, observe que en el
diagrama de flujo ambas ruedas giran la misma cantidad (3,5 vueltas) y al mismo
tiempo.
El número cero del icono de lego de la izquierda simboliza el porcentaje de desviación
que quiero que el robot tenga en su marcha, al ser cero el robot andará en línea recta.
El valor 50 simboliza el porcentaje de potencia de ambos motores.
71
6. Esta es la relación 4 entre el diagrama de flujo y el programa Lego, observe que en el
diagrama de flujo la rueda 1 gira 1,1 vueltas hacia adelante mientras que la rueda 2 gira
1,1 vueltas hacia atrás.
En el caso de lego para hacer que una de las ruedas gire hacia atrás se coloca el
porcentaje de potencia en negativo.
En el diagrama de flujo la cantidad que se debe colocar es referente a la cantidad de
vueltas que debe dar cada rueda, en Lego se coloca la cantidad de vueltas que deseo
que den las dos al mismo tiempo (1,1) sin importar que una de ellas vaya hacia
adelante y la otra hacia atrás.
7. En el diagrama de flujo el fin del programa lo determina el icono Fin, Lego no utiliza
ningún icono que represente el fin del programa, simplemente corre hasta donde hayan
bloques.
3.4.7 PROGRAMACIÓN DE FIGURAS GEOMÉTRICAS
a) Figura Cuadrado
Para dibujar un cuadrado el robot tiene que avanzar una cierta distancia, girar 90 grados,
repitiéndose cuatro veces.
El pseudocódigo para dibujar un cuadrado de 10x10 establece los siguientes pasos:
Paso 1: avanzar 10 centímetros
Paso 2: girar 90º
Paso 3: avanzar 10 centímetros
Paso 4: girar 90º
Paso 5: avanzar 10 centímetros
Paso 6: girar 90º
Paso 7: avanzar 10 centímetros
Paso 8: girar 90º
72
Empleando diagramas de flujo el algoritmo para dibujar el cuadrado asociándose al software
de Lego se muestra en la figura 3.31
Figura 3.31 Algoritmo para dibujar un cuadrado
Fuente: Elaboración propia
Donde las variables definidas en el diagrama de flujo establecen lo siguiente.
R1 = Rueda 1
R2 = Rueda 2
P = Potencia
D = Distancia
Inicio
Fin
R1  0
R2  0
R1  3 R2  3
P  40
D  0
R1  0 R2  0
P  0
D  0
R1  1,5
R2  - 1,5
P  -10 D  10
Relación 1
Relación 1
Relación 1
73
Ahora realizamos lo mismo cuatro veces y el robot dibujará un cuadrado, ver figura 3.35 como
resultado.
Figura 3.32 Programa para dibujar un cuadrado
Fuente: Elaboración propia
b) Figura Círculo
Programa para dibujar un círculo en un plano, para esto se le indica los siguientes datos para
que el robot realice una figura de un círculo.
Dirección D = 20
Potencia P = -20
Rueda 1 R1 = 4
Rueda 2 R2 = -4
Para ver los resultados ver figura 3.36
Figura 3.33 Programa para dibujar un círculo
Fuente: Elaboración propia
74
c) Figura Triángulo
Para dibujar un triangulo
Figura 3.34 Programa para dibujar un triángulo
Fuente: Elaboración propia
3.5 PRUEBA DEL ROBOT EDUCATIVO
En esta fase se verifica visualmente que el modelo del prototipo del robot educativo funciona.
Durante esta fase se comprueba que su funcionamiento cumple con un conjunto de
especificaciones que se tiene en la fase de diseño.
Para la prueba del robot educativo se seleccionó un entorno donde se pueda realizar figuras
geométricas planas, se ubica un lugar plano de un espacio de 2x2 donde se extendió al piso
papel madera y bond tamaño de una hoja estos bien pegados sobre el piso para que exista
menor fallo en las pruebas.
El desarrollo de robots es un proceso iterativo en varios sentidos. Desarrollo “iterativo”
significa probar repetidamente y ajustar algo hasta que trabaje como se planeaba.
La clave del desarrollo iterativo está en que los resultados de las pruebas son usados para
realizar ajustes finos. Luego se realizan más pruebas y ajustes en la siguiente “iteración” de
pruebas.
Las primeras pruebas realizadas con el robot educativo, una vez programada y ejecutada
muestran los resultados aproximados según lo que se ha diseñado en la primera fase después
de varios ajustes en el programa.
75
3.5.1 DATOS DE PRUEBA PARA LA FIGURA DE UN CUADRADO
En las pruebas realizadas para dibujar un cuadrado se pudo encontrar pequeñas fallas en las
esquinas, porque al dar la vuelta el robot hace un giro sobre su propio eje haciendo que el
marcador se desvié un poco, con los siguientes datos de entrada, el robot avanza dibujando
una línea recta con una potencia de 40, las ruedas realizan una rotación de 4 vueltas, luego se
detiene para luego dar un giro de 90 grados, esto realiza cuatro veces, ver la figura 3.35
Figura 3.35 Robot dibuja un cuadrado
Fuente: Elaboración Propia
3.5.2 DATOS DE PRUEBA PARA LA FIGURA DE UN CÍRCULO
Para dibujar un círculo el robot no tuvo mucha fallas, el robot realizó un dibujo de un círculo
tal como muestra la figura 3.36, con los siguientes datos de entrada en la programación, el
robot avanza realizando una circunferencia con una potencia de 20, las ruedas giran 4 vueltas
uno en sentido positivo y el otro en sentido negativo una vez realizado la figura se detiene y
luego el robot queda con los datos en cero.
76
Figura 3.36 Robot Dibuja un circulo
Fuente: Elaboración Propia
77
CAPITULO IV
PEDAGOGÍA PARA LA ENSEÑANZA
DE MATEMÁTICAS
78
4.1 PROGRAMA DE ESTUDIO NIVEL DE EDUCACIÓN PRIMARIA
COMUNITARIA VOCACIONAL – MINISTERIO DE EDUCACIÓN DEL ESTADO
PLURINACIONAL DE BOLIVIA
Durante las gestiones 2010 y parte de 2011, se trabajó en la revisión y ajuste de estos
documentos con participación de maestras y maestros por niveles y especialidades junto al
equipo técnico del Ministerio de Educación.
Los documentos curriculares que se presentan son resultado de todo ese proceso participativo,
orientado a concretizar los postulados de la ConstituciónPolítica del Estado Plurinacional y la
Ley Nº 070 de Educación “Avelino Siñani Elizardo Pérez”, así responder, desde la formación
de las y los estudiantes bolivianos, a las necesidades y problemáticas locales, regionales y de
carácter nacional.
En el aspecto didáctico se toma en cuenta las formas de enseñanza y aprendizaje comunitarios
donde él o la estudiante, vinculados en un proceso de interaprendizaje, con sus compañeros y
entorno desarrollen conocimientos y estrategias diversas de aprendizaje, en
complementariedad con experiencias generadas en otros ámbitos y contextos histórico
culturales.
4.1.1 CIENCIA Y TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN
Ciencia, es el conjunto de saberes y conocimientos probables que son desarrollados desde la
vida, en la vida y en diferentes relaciones de tiempo y espacio, a través de la observación,
indagación, práctica, experimentación, el pensamiento lógico, la reflexión, conceptualización
y teorización sistemáticamente en el marco de una ética comunitaria armónica con la
naturaleza.
La tecnología, es el conjunto de saberes, conocimientos, técnicas, procedimientos, recursos
económicos, naturales, sociales y culturales que se aplican en los procesos de producción con
la finalidad de generar bienes tangibles o intangibles para satisfacer las necesidades de la
comunidad en armonía con la Madre Tierra y el Cosmos.
79
La producción, tecnológica es la transformación de los recursos materiales o inmateriales
mediante procesos técnico tecnológicos complementarios entre los saberes y conocimientos
propios y de otras culturas, para la generación y desarrollo de tecnologías innovadoras de
bienes y servicios que responden a las necesidades de la comunidad.
4.1.2 OBJETIVO DEL CAMPO CIENCIA, TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN
(SER) Desarrollamos vocaciones y potencialidades productivas en armonía, reciprocidad y
complementariedad con la naturaleza, (SABER) a través de la investigación científica, técnica
y tecnología propias y de la diversidad cultural, (HACER), realizando emprendimientos
productivos sociocomunitarios, (DECIDIR) que contribuyan al desarrollo tecnológico y la
transformación de la matriz productiva del Estado Plurinacional.
Área: Matemática
En el Modelo Educativo Sociocomunitario Productivo, el objetivo de la matemática es
promover que las y los estudiantes puedan desenvolverse en la sociedad desarrollando sus
capacidades de expresión oral y escrita; así, las y los estudiantes adquieren nuevos
conocimientos y saberes matemáticos, considerando su lengua originaria y segunda lengua,
para que puedan relacionar la matemática con el contexto donde viven, logrando una
educación productiva en el ámbito escolar y en la sociedad en su conjunto.
Objetivo Área Matemática
Desarrollamos la reciprocidad y armonía de las y los estudiantes con la Madre Tierra y
Cosmos, a partir de la percepción y aprehensión del espacio geométrico, números y
operaciones, formas, medida y cálculo, fortaleciendo capacidades y potencialidades
matemáticas prácticas y teóricas, hábitos de estudio, para el conocimiento y saber con impacto
social productivo.
Área: Técnica Tecnológica Productiva
El ámbito de las Ciencias Productivas y Orientación Vocacional integran los campos de
saberes y conocimiento Técnica Tecnológica y Productiva; busca formar ciudadanos íntegros,
profesionalmente útiles y socialmente satisfechos, que valoren el trabajo manual como
80
actividad de bienestar, elemento dignificante y factor de realización humana. La educación
técnica, fortalecida desde la escuela, orientará las vocaciones productivas de las y los
estudiantes, para proseguir estudios en ciencias de la producción e impulsar el desarrollo
nacional, lo que permitirá erradicar la pobreza y toda forma de exclusión, discriminación y
marginación.
4.1.3 OBJETIVOS DE QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN PRIMARIA COMUNITARIA
VOCACIONAL
Desarrollamos valores de distribución y redistribución de productos y bienes sociales,
estudiando diferentes situaciones comunicativas y sus aplicaciones, el pensamiento lógico
matemático en situaciones complejas, las funciones vitales y fenómenos naturales, la
expresión artística, a través de actividades psicomotrices, lúdicas, transformación de
materiales del entorno y la investigación, para orientar la vocación productiva y fortalecer la
identidad del Estado Plurinacional
4.1.4 ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS.
El desarrollo de los procesos educativos en el Modelo Sociocomunitario Productivo es cíclico
y en espiral, constituido por pasos o momentos, flexibles e interactivas. Esto permite el trabajo
sistemático y metodológico, a partir de lo práctico, teórico, valorativo y productivo. El ciclo se
repite secuencialmente en los contenidos consecutivos, distribuidos en fases y años de
escolaridad.
Los procesos educativos radica en:
• Promover permanentemente la investigación a partir de la propia realidad de las y los
estudiantes.
• Generar actitudes críticas, reflexivas y científicas, permitiendo la combinación y
relación con la práctica, teoría, valoración y producción.
• Fomentar el análisis, la comparación y la problematización de los contenidos de
aprendizaje donde promuevan acciones integradoras, a través del diálogo cotidiano
entre estudiantes, maestros, padres de familia, instituciones circundantes a las
Unidades Educativas.
81
• El intercambio de saberes y conocimientos con abuelas y abuelos son espacios de
aprendizaje permanente para toda la comunidad.
• El desarrollo de los planes y programas es integrado, por lo que los contenidos están
compuestos mediante temáticas orientadoras, permitiendo desarrollar actividades de
aprendizaje en forma interrelacionada, articulada con la interdisciplinariedad
relacionados a la práctica y vida cotidiana de las y los estudiantes en la familia y
comunidad por fases.
• El desarrollo socio-afectivo, debe estar encaminada integralmente en las disciplinas, a
objeto de garantizar que los estudiantes obtengan un adecuado desarrollo emocional y
la formación de hábitos, de ahí su contribución decisiva al desarrollo biopsíquico-
social.
• En el desarrollo cognitivo, se debe tener en cuenta las particularidades biopsico-
sociales y tipos de aprendizaje de las y los estudiantes.
• La organización de las actividades prácticas, debe seguir una secuencia del inicio,
desarrollo y cierre.
De inicio se refiere a la forma de preparar el espacio y organizar los tiempos, los
materiales y la forma de realizar la práctica; de desarrollo es donde se consolida los
saberes y conocimientos que permitan incursionar hacia la práctica de la investigación
y el desarrollo de las potencialidades de los estudiantes; de cierre donde se toma en
cuenta el logro de los objetivos a partir de los procesos práctico, teórico, valorativo y
productivo.
• Entre otras estrategias, la organización de expo ferias educativas, eventos científicos,
deportivas, artísticos, culturales que promuevan procesos productivos
sociocomunitarios.
4.1.5 EVALUACIÓN
La evaluación en el modelo educativo Sociocomunitario Productivo, considera la valoración
de conocimientos, procedimientos, actitudes y valores desarrollados por los estudiantes en
función de grupo o de progresos individuales; tomando en cuenta capacidades relacionadas
con los nuevos conocimientos: análisis crítico-reflexivo, aplicación práctica, iniciativa para
buscar información adicional, capacidad para relacionarla con actitudes, hábitos, expresión,
82
cooperación y responsabilidad, así como la valoración de trabajos realizados: apuntes,
cuestionarios, exposiciones, pruebas orales y escritas.
La evaluación contempla los siguientes aspectos evaluativos:
a) Motivamos: realizamos acciones de motivación en principios y valores sociocomunitarios
(ser)
b) Conocemos: recibimos y damos información de los procesos educativos (saber)
c) Medimos Verificamos: eficiencia de los elementos que componen el acto educativo y sus
resultados, para emitir un juicio de valor (hacer).
d) Revisamos:analizamos los elementos del proceso educativo para el logro de mejores
resultados (decidir), [Ministerio de Educación Bolivia, 2011].
4.2 PLAN CURRICULAR QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN PRIMARIA
COMUNITARIA VOCACIONAL
CAMPO: CIENCIA TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN
ÁREA: MATEMÁTICAS, TÉCNICA Y TECNOLÓGICA
4.2.1 CURRÍCULO BASE
El currículo base contempla los saberes y conocimientos del contexto sociocultural,
económico y político, como referente de las intenciones educativas, que se diseña para todo el
país, entonces tiene un carácter intercultural, estos son programas de estudio que emana el
Ministerio de Educación del Estado Plurinacional de Bolivia.
CAMPO: Ciencia Tecnología y Producción
¿Qué es? Es un espacio que está orientado a generar y desarrollar o innovar técnicas y
tecnologías, compuesto por la Matemática y Técnica Tecnológica.
¿Por qué? Por la sobrevaloración de la formación humanística y la reducción de la formación
técnica a oficios y ocupaciones manuales considerados como trabajos empíricos sin
conocimiento científico y de baja categoría.
83
¿Para qué? Formar capacidades técnicas tecnológicas en varios ámbitos dependiendo de las
necesidades de la vida local y potencialidades de cada región.
¿Cómo? Recuperando las tecnologías ancestrales y articulando con la tecnología de otras
procedencias. Estudiando tecnologías de otras procedencias.
4.2.2 PLANIFICACIÓN EDUCATIVA
La planificación educativa, es la acción previsora y sistemática que se realiza en las
instituciones educativas, previo análisis e interpretación de las características de la realidad
donde se trabaja, como las problemáticas, potencialidades y necesidades con la finalidad de
desarrollar la formación integral y holístico de las y los estudiantes.
4.2.3 PLANIFICACIÓN CURRICULAR
Para la planificación curricular se presenta los siguientes niveles:
Figura 4. 1 Niveles de Planificación Curricular
Fuente: Elaboración Propia
4.2.4 PROYECTO SOCIOPRODUCTIVO
El Proyecto Socioproductivo, es el plan de la Unidad Educativa que responde a las
necesidades, problemáticas y potencialidades de las actividades productivas del contexto local,
por tanto, siempre deben expresar actividades productivas.
Currículo Base
Los 4 campos de saberes y
conocimientos
Proyecto Socioproductivo
(PSP)
Currículo Regionalizado
Plan Anual Bimestralizado
Currículo Diversificado
Plan de Desarrollo (plan
de clase)
84
4.2.5 PLAN ANUAL BIMESTRALIZADO PRIMARIA COMUNITARIA
VOCACIONAL (CURRÍCULO REGIONALIZADO)
El Currículo Regionalizado considera las características particulares de un contexto,
recogiendo y desarrollando elementos y aspectos socioculturales, espirituales, políticos y
económicos que se presenta en las diferentes regiones del país, siendo de carácter intracultural.
4.2.6 CURRÍCULO DIVERSIFICADO – PLAN DE DESARROLLO CURRICULAR
(PLAN DE CLASE)
El Currículo Diversificado considera las particularidades propias de un contexto sociocultural,
económico y político a nivel local, es más dinámico y concreto al incorporar el desarrollo
curricular los saberes y conocimientos, formas de enseñanza y aprendizaje, uso de materiales,
y otros elementos curriculares particulares de cada contexto local.
4.2.7 PROYECTO SOCIOPRODUCTIVO
Titulo del Proyecto Socioproductivo : “Elaboración de prototipos de Robótica con piezas de
Lego Mindstorms EV3 como herramienta didáctica para la materia de matemáticas”
Fundamentación: La elaboración de los prototipos de Robótica contribuye al desarrollo de la
ciencia y tecnología en las Unidades Educativas de nivel primario.
Objetivo: Elaborar prototipos de Robótica con el Kit de Lego Mindstorms EV3 para el
proceso de enseñanza y aprendizaje de las Figuras Geométricas de la materia de matemáticas y
promover la ciencia y la tecnología.
4.3 PLAN ANUAL BIMESTRALIZADO PARA QUINTO AÑO DE EDUCACIÓN
PRIMARIA COMUNITARIA VOCACIONAL
4.3.1 DATOS REFERENCIALES
Departamento : La Paz
Provincia : Murillo
Municipio : El Alto
Unidad Educativa : Jesús Obrero Fe y Alegría
85
Directora : Lic. Profa. Fortunata Yauli
Docente : Profa. Sonia, Profa. María C. Román
Nivel : Educación Primaria Comunitaria Vocacional
Año de Escolaridad : Quinto
Gestión : 2015
4.3.2 OBJETIVO GENERAL
En el proceso de implementación del Kit Robótico, los estudiantes serán capaces de armar un
robot con todos sus accesorios y programarlo para realizar una serie de figuras geométricas
planas, además de adquirir conocimientos complementarios sobre la ciencia y la tecnología y
las matemáticas.
4.3.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Desarrollar trabajo colaborativo
 Dominio de conceptos y elementos de las figuras geométricas
 Desarrollar los procesos creativos por medio de elementos tecnológicos
 Fomentar la autonomía de trabajo
 Desarrollar habilidades científicas
4.3.4 PROYECTO SOCIOPRODUCTIVO
Elaboración de prototipos de Robótica con piezas de Lego Mindstorms EV3 como herramienta
didáctica para la materia de matemáticas
CAMPO ÁREA CONTENIDOS DESDE LOS CAMPOS
DE SABERES Y CONOCIMIENTOS
CIENCIA
TECNOLOGÍA Y
PRODUCCIÓN
MATEMÁTICAS
 El punto
 La recta
 Cuadriláteros
 Triángulos
 Circunferencia y circulo
86
TÉCNICA
TECNOLÓGICA
 Polígonos
 Introducción a la Robótica
 Morfología de los robots
 Construcción de robots
 Programación de robots
 Aplicaciones de los robots en la
materia de matemáticas
Cuadro 4.1 Plan de Proyecto Socioproductivo
Fuente: Elaboración Propia
4.4 MANUAL DE OPERACIONES
Las clases de Robótica aplicados a la materia de Matemáticas en su mayoría son practicas por
lo que se sugiere que se impartan en el laboratorio de computación o una sala creada
especialmente para la materia de robótica, por que se requiere el uso de una computadora por
equipo y un espacio apropiado para la construcción de robots y programación de los mismos
en el laboratorio y debe existir un espacio para realizar las pruebas con el robot educativo.
El curso de robótica educativa está orientado para niños y niñas entre 10 a 13 años aquí se
aprenderá como usar Lego Mindstorms y una computadora para construir robots educativos.
Todo lo que se necesita ya está incluido en el kit que vamos a utilizar, incluyendo un
microordenador, motores, sensores y una gran variedad de piezas de Lego.
4.4.1 ORGANIZACIÓN PARA LAS CLASES:
 Organización de grupos de trabajo
Los grupos estarán compuestos por 5 o 6 estudiantes según la cantidad de
estudiantes de cada curso o según la cantidad de Kit de Robótica
87
Cada grupo tendrá un jefe de grupo y un reemplazante estos roles serán
rotativos para las siguientes sesiones, trabajo en equipo.
 Conceptos previos
Antes de comenzar debemos conocer algunos conceptos sobre que es Robótica,
que es un robot, y que es Robótica educativa.
 Distribución de Kit de Lego Mindstorms EV3
Se entregaran a cada jefe de grupo los Kit de Robótica
 Reconocimientos y descripción de piezas de Lego Mindstorms EV3
Los integrantes del grupo a la cabeza de su jefe de grupo revisaran los
componentes y piezas de Kit de Lego Mindstorms EV3 para verificar si esta
completo y reconocer las piezas por sus nombres.
 Armado de kit Básico con las piezas de Lego Mindstorms
Aquí las y los estudiantes armaran un robot básico con las piezas del Kit de
Lego Mindstorms EV3, esto puede ser con tres o cuatro llantas o sea un robot
móvil.
 Presentación de videos sobre Robótica Educativa
4.5 PLANIFICACIÓN DE DESARROLLO CURRICULAR 1 PLAN DE CLASE
DATOS INFORMATIVOS
DISTRITO : El Alto 2
Campo : Ciencia Tecnología y Producción
UNIDAD EDUCATIVA: Jesús Obrero Fe y Alegría
Área : MATEMÁTICA
NIVEL : Primario
Tiempo : Seis Periodos
BIMESTRE : Primero
Año de escolaridad: Quinto Año de Educación Comunitaria Vocacional
DOCENTE : Univ. Reynaldo Tambo Huchani
Fecha : Marzo de 2015
88
TEMÁTICA ORIENTADORA:
Descolonización y consolidación sociocultural sobre la ciencia y tecnología.
OBJETIVO HOLÍSTICO
Fortalecemos las relaciones interpersonales de las y los estudiantes, a travésdel
estudio de la ciencia y la tecnología, identificando los elementos de la Robótica y
sus características, mediante procedimientos y representaciones de figuras
geométricas, para contribuir en el desarrollo de la tecnología y la producción.
CONTENIDOS :
ROBÓTICA EDUCATIVA COMO HERRAMIENTA DIDÁCTICA
• Introducción a la Robótica Educativa y las representaciones de Figuras geométricas.
.
ORIENTACIONES
METODOLÓGICAS
RECURSOS
MATERIALES
CRITERIOS DE
EVALUACIÓN
PRACTICA
Observación y reconocimiento de un
Robot Educativo y Figuras
Geométricas básicas en nuestro
medio.
TEORÍA
Conceptos de Robótica Educativa y
Taller de Figuras Geométricas,
utilizando materiales concretos, para
representar polígonos con la ayuda
de las piezas de Lego Technic, para
facilitar la comprensión.
VALORACIÓN
Identificación de las figuras
geométricas en espacios abiertos,
utilizando piezas de Lego Technic,
en interacción con el trabajo en
equipo.
• Piezas de Robot
Educativo
• Papelógrafos
• Marcadores.
• Hojas Bond.
• Pizarra.
• Bolígrafos.
• Lápices de
colores.
• Reglas
• Copias de
apoyo.
- SER
Valoración de expresiones
propias en relación a las
figuras geométricas básicas.
- SABER
Identificación de las figuras
geométricas y piezas para
armar un robot educativo.
- HACER
Aplicación de las figuras
geométricas respondiendo a las
necesidades productivas y
tecnológicas de la comunidad.
- DECIDIR
89
Reflexión y crítica de la importancia
de las figuras geométricas y sus
operaciones en situaciones concretas
de las necesidades de la comunidad.
PRODUCCIÓN
Comparación y análisis de figuras
geométricas, utilizando instrumentos
de medición en espacios de
producción.
Construcción de figuras geométricas
con los saberes de nuestro entorno.
• Fotocopias.
Asume criterios reflexivos
acerca de la utilización de las
figuras geométricas y del robot
educativo en las necesidades
productivas y tecnológicas de
la comunidad.
PRODUCTO
• Desarrollo de la creatividad e imaginación para construir Figuras geométricas y
armar un robot con las piezas de Lego Technic en espacios de producción con los
saberes de las y los estudiantes.
BIBLIOGRAFÍA:
Abya Yalita 5to de Educación Primaria Comunitaria Vocacional
Grupo Editorial Educa Productiva Ley 070
Cuadro 4. 2 Planificación Curricular o Plan de Clase
Fuente: Elaboración Propia
4.6 PLANIFICACIÓN DE DESARROLLO CURRICULAR 2 PLAN DE CLASE
DATOS INFORMATIVOS
DISTRITO : El Alto 2
Campo : Ciencia Tecnología y Producción
UNIDAD EDUCATIVA: Jesús Obrero Fe y Alegría
Área : MATEMÁTICA
NIVEL : Primario
Tiempo : Seis Periodos
BIMESTRE : Primero
90
Año de escolaridad: Quinto Año de Educación Comunitaria Vocacional
DOCENTE : Univ. Reynaldo Tambo Huchani
Fecha : Marzo de 2015
TEMÁTICA ORIENTADORA:
Descolonización y consolidación sociocultural, económica y tecnológica.
OBJETIVO HOLÍSTICO
Consolidamos los saberes y conocimientos de la ciencia y tecnología, tomando en
cuenta las Figuras Geométricas observadas en el entorno y relacionarlas con las
otras áreas, en forma práctica y productiva para la adquisición del conocimiento de
las y los estudiantes.
CONTENIDOS :
FIGURAS GEOMÉTRICAS PLANAS Y ROBÓTICA EDUCATIVA
• La recta, cuadrado, rectángulo, triangulo y circunferencia.
• Fases de la Robótica Educativa
ACTIVIDADES RECURSOS
MATERIALES
EVALUACIÓN SER,
SABER HACER, DECIDIR
LA RECTA
 Rectas paralelas
LOS CUADRILÁTEROS
 Clases de cuadriláteros
 Paralelogramos (Cuadrado,
rectángulo, rombo romboide)
 No paralelogramo ( Trapecio,
Trapezoide)
 Área del cuadrado
• Papelógrafos
• Elementos de
Lego
Mindstorms
EV3
Identificación de las figuras
geométricas planas
Identificación de los
elementos de Kit de Lego
Mindstorms EV3
91
LOS TRIÁNGULOS
 Clasificación de triángulos
 Según sus lado (equiláteros,
isósceles, escaleno)
 Según sus ángulos
(Acutángulos, rectángulos,
obtusángulos)
 Área del triangulo
LA CIRCUNFERENCIA Y EL
CIRCULO
 Elementos de las
circunferencia (radio, cuerda,
diámetro, arco, centro)
 Longitud de la circunferencia
 Área del circulo
POLÍGONOS
 Elementos de un polígono
(lados, vértices, ángulos,
diagonales)
 Clases de polígonos
ROBÓTICA
 Definición de Robótica
 Definición de robot
 Historia
 Aplicaciones
 Arquitectura
 Tipos de robot
 Robótica móvil
 Robótica educativa
 Fases de Robótica Educativa
 Kit de Lego Mindstorms
 Historia
• Piezas de
Lego
Mindstorms
EV3
• Marcadores.
• Hojas.
• Pizarra.
• Bolígrafos.
• Lápices de
colores.
• Reglas.
• Fotocopias.
Aplicación de la ciencia y la
tecnología en el área de
matemáticas
Asume criterios reflexivos
sobre la ciencia y la
tecnología utilizando y
construyendo un robot
educativo para realizar
figuras geométricas en la
materia de matemáticas.
92
 Kit de Lego Mindstorms EV3
 Componentes de Lego
Minsdstorms EV3
 Ladrillo EV3
 Servomotores
 Sensores
 Armado del robot Lego
Mindstorms EV3
 Programación del robot
educativo
 Requerimientos mínimos
 Página de inicio
 Interfaz de programación

PRODUCTO
• Desarrollo de la creatividad e imaginación para construir un robot educativo que
realiza figuras geométricas en un plano.
BIBLIOGRAFÍA:
Matemática 5to de Primaria - Autora: Elsa Quiroga
Editorial Don Bosco
Cuadro 4.3 Planificación de Desarrollo Curricular
Fuente: Elaboración Propia
4.7 CLASE 1 Y CLASE 2 ROBÓTICA EDUCATIVA
4.7.1 OBJETIVOS
El objetivo de la Robótica Educativa es:
Despertar en los niños la pasión por la ciencia, la tecnología, la robótica y las matemáticas.
Presentar la tecnología a los niños y niñas de una forma lúdica, donde el aprendizaje se lo
realiza a través del juego, pero de forma dirigida.
Describir que es un robot, qué papel tiene en nuestra sociedad, reconocer los componentes
básicos de un robot y su funcionamiento.
93
Comprender la variedad multidisciplinar que tiene la robótica y su utilidad en el aula.
Conocer los diferentes robots educativos y qué aplicaciones tienen en la enseñanza.
Fomentar el desarrollo de un amplio abanico de habilidades incluidas en el currículum como:
ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.
4.7.2 METODOLOGÍA
Se trabajará en grupos de 5 a 6 estudiantes, cada grupo tiene un jefe de grupo y un
reemplazante, todos los integrantes del grupo deben cuidar las piezas del Kit de Lego
Mindstorms, a cada jefe de grupo se le entregará un Kit completo y deberán devolver tal como
se lo entregó al profesor o profesora, el resto de los estudiantes deben traer sus carpetas para el
apunte de conceptos y explicaciones del profesor y contar con los instrumentos de medida.
4.7.3 DEFINICIÓN DE ROBÓTICA
La Robótica es una ciencia aplicada que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los
robots. Una característica de la robótica es que es un área interdisciplinaria, esto quiere decir
que es el resultado de la interacción de varias disciplinas.
ROBÓTICA = MECÁNICA + ELECTRÓNICA + INFORMÁTICA
4.7.4 HISTORIA DE LA ROBÓTICA
La Robótica Educativa, surgió en uno de los mayores centros de producción del conocimiento
el Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT).
Karel Capek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática
Rossum's Universal Robots ( R.U.R.), a partir de la palabra checa robota, que significa
servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Issac Asimov, definiendo a
la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la
ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con
el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.
4.7.5 DEFINICIÓN DE UN ROBOT
Un robot es un dispositivo electrónico mecánico con capacidad de movimiento y acción, con
cierto grado de autonomía, que desempeña tareas en forma automática y que exhiben
inteligencia computacional y es programable.
http://es.wikipedia.org/wiki/Checos
http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_checo
http://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Asimov
http://es.wikipedia.org/wiki/Tres_Leyes_de_la_Rob%C3%B3ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_ficci%C3%B3n
94
4.7.6 COMO TRABAJA UN ROBOT
Un robot trabaja realizando tres etapas:
PERCIBIR  PROCESAR  ACTUAR
PERCIBIR es la manera en el que el robot toma conocimiento de su estado y la relación con el
entorno que lo rodea.
PROCESAR, procesa la información y en función a su programación toma decisiones.
ACTUAR, medio por el cual realiza una acción física.
4.7.7 DONDE SE APLICA LA ROBÓTICA
Los robots tienen una diversidad de aplicaciones, desde los robots en los salones de clase, en
la industria, laboratorios, agricultura, espacio, vehículos submarinos, en el hogar.
4.7.8 ROBOT MÓVIL EDUCATIVO
Los robots móviles son dispositivos que pueden usar como medio de locomoción ruedas o
patas, según sea su aplicación, y a lo largo de la historia se han desarrollado con fines
científicos o de investigación.
4.7.9 QUE ES ROBÓTICA EDUCATIVA
La Robótica Educativa es un medio de aprendizaje, en el cual la principal motivación es el
diseño y las construcciones de creaciones propias.
4.7. 10 FASES DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA
La actividad de trabajar con la robótica educativa se divide en cuatro fases, son actividades
independientes entre sí que definen una acción manual o intelectual en la ejecución de la
robótica.
Las fases de la robótica educativa están ordenadas de la siguiente forma:
Diseñar, la idea y su representación se basa en la necesidad de resolver algún problema, esto
dará lugar al desarrollo de una maqueta, modelo, diseño, usando ejemplos de la realidad como
la imitación, dibujando en un papel.
95
Construir, en base al diseño planteado se empezará a construir una solución al problema,
valiéndose de piezas, sensores y conexiones. Armando modelo básicos, intermedios y
avanzados.
Programar, basada en el uso de un software de fácil uso, en este caso iconográfico que
permita programar los movimientos y el comportamiento en general del modelo robótico,
plasmar la solución pensada en una secuencia no ambigua, finita y ordenada de pasos
instrucciones que han de seguirse para resolver el problema esto se logra con un algoritmo.
Traducir el algoritmo en el subsistema de control del modelo robótico lenguaje iconográfico.
Prueba, verificar visualmente que el modelo implementado funciona. Comprobar que su
funcionamiento cumple con un conjunto de especificaciones.
4.7.11 LEGO MIDSTORMS EV3 EDUCATIVO
Lego Mindstorms es una plataforma para el diseño y desarrollo de robots, que sigue la
filosofía de la marca Lego, armar y construir todo tipo de objetos simplemente uniendo
bloques interconectables.
El concepto de este subtitulo esta mencionado en el capitulo dos.
4.7.12 ELEMENTOS O PIEZAS DE LEGO MINDSTORMS
Las piezas de Lego tienen múltiples formas y tamaños, lo que permite construir diversas
estructuras, usando los bloques. Los componentes están siendo mencionados en el capitulo
dos.
4.7.13 BLOQUE O LADRILLO EV3
Este concepto se analiza en el capitulo dos.
4.7.14 SERVOMOTORES GRANDES
Este concepto se analiza en el capitulo dos.
4.7.15 SENSORES DE LEGO EV3
Este concepto se analiza en el capitulo dos.
96
4.7.16 CONEXIÓN DE MOTORES Y SENSORES AL BLOQUE EV3
Los motores van conectados a los puertos donde estan la letras A,B,C,D, y los sensores van
conectados a los puertos donde estan los números 1,2,3,4.
4.7.17 ARMADO DE UN ROBOT EDUCATIVO CON PIEZAS DE LEGO
MINDSTORMS
Aquí se muestra las piezas o elementos con las que cuenta el kit de Lego Mindstorms EV3
La construcción de un robot se explica con claridad en el capitulo tres.
4.7.18 PROGRAMA DE UN ROBOT EDUCATIVO
Mediante una computadora se realiza la programación del controlador, usando lenguajes de
programación mayores referencias capítulo tres.
Figura 4.2 Ordenador con Lenguaje EV3
Fuente: Lego Mindstorms, 2014
4.7.19 REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DE UNA COMPUTADORA
Este subtitulo es mencionado en el capitulo tres.
4.7.20 INSTALACIÓN DEL SOFTWARE
Una vez que haya confirmado que su equipo cumple los requisitos mínimos del sistema, está
listo para instalar el software. Cierre cualquier otro programa y, luego, haga doble clic en el
archivo de instalación en la carpeta de la aplicación del Software de EV3. La instalación
comenzará ahora, digite siguientes hasta terminar la instalación.
97
4.7. 21 PÁGINA DE INICIO
Una vez ingresado al programa de Lego Mindstorms en el escritorio aparecerá la pantalla de
inicio. La página de inicio esta explicado en el capítulo tres.
4.7.22 INTERFAZ PARA PROGRAMAR UN ROBOT
Programe su robot en la interfaz de programación intuitiva basada en iconos. Arrastre y suelte
las acciones que desee en la ventana de programación y ajústelas para que se adapten al
comportamiento de su robot.
Este subtitulo se analiza en el capitulo tres.
4.7.23 BLOQUES DE PROGRAMACIÓN
Todos los bloques de programación que se utilizan para controlar su robot se encuentran en
Paletas de programación
Este subtitulo esta explicado en el capítulo tres.
4.7.24 PROGRAMAS BÁSICOS PARA MOVER UN ROBOT
Conseguir que el robot avance, de media vuelta y vuelva a su posición inicial para esto se tiene
el diagrama de flujo para el respecto.
Figura 4.3 Diagrama de flujo para una figura geométrica
Fuente: Elaboración Propia
98
4.7.25 PROGRAMA
La programación de un robot educativo esta explicado con claridad en el capítulo tres.
4.8 CLASE 3 LA RECTA Y LOS CUADRILÁTEROS
4.8.1 OBJETIVO
Conocer el concepto de los cuadriláteros y la recta.
Clasificar los tipos de cuadriláteros
Definición de cuadrado y rectángulo.
Identificar los saberes previos y su relación con los problemas a resolver por parte de los
alumnos.
Proponer la resolución de distintas situaciones relacionadas con estos contenidos que exijan a
los estudiantes enfrentarse a un cierto grado de dificultad para que puedan poner en juego un
trabajo matemático.
Promover la explicitación de las ideas que los estudiantes van elaborando en sus actividades.
Aproximar al niño al uso de una herramienta lúdico- tecnológica.
4.8.2 METODOLOGÍA
Se trabajará en grupos de 5 a 6 estudiantes, cada grupo tiene un jefe de grupo y un
reemplazante, todos los integrantes del grupo deben cuidar las piezas del Kit de Lego
Mindstorms, a cada jefe de grupo se le entregará un Kit completo y deberán devolver tal como
se lo entregó al profesor o profesora, el resto de los estudiantes deben traer sus carpetas para el
apunte de conceptos y explicaciones del profesor y contar con los instrumentos de medida.
El profesor expone los conceptos fundamentales de los temas en cuestión, da ejemplos y por
ultimo motiva a los estudiantes a resolver ejercicios, para reforzar la comprensión de estos
conceptos y ejercicios se realiza practicas en el laboratorio utilizando para ello un robot
educativo.
4.8.3 DEFINICIÓN DE LA RECTA
Es una línea continua en una dirección que se mantiene fija, sin saltos o interrupciones, que no
tiene principio ni tiene fin, ya que está formada por infinitos puntos.
99
Para nombrar las rectas se suelen usar las letras r, s, t, u..., siempre minúsculas.
Figura 4.4 La recta r
Fuente: Elaboración Propia
Una semirrecta sí tiene principio, pero no tiene fin. Al punto P se le llama origen de ambas
semirrectas.
Figura 4.5 Semirrecta
Fuente: Elaboración Propia
Un segmento es un trozo de recta que queda limitado por dos puntos, en este caso P y Q. Por
tanto, un segmento sí tiene principio y fin. A los puntos P y Q se les llama extremos del
segmento.
Figura 4.6 Segmento
Fuente: Elaboración Propia
4.8.4 POSICIONES DE DOS RECTAS SOBRE UNA SUPERFICIE PLANA
Si en un papel dibujamos dos rectas, estas pueden ser:
Rectas perpendiculares
Perpendiculares, si además de ser secantes, se cortan formando cuatro ángulos rectos (de
90°). Dos rectas perpendiculares tienen diferentes direcciones.
100
Rectas paralelas
Paralelas, si no se cortan nunca, por mucho que las prolonguemos; no tienen ningún punto en
común. Dos rectas paralelas tienen la misma dirección.
Rectas oblicuas
Dos rectasque se cruzan sin formar ángulos rectos se llaman oblicuas.
4.8.5 DEFINICIÓN DE CUADRILÁTEROS
Los cuadriláteros son los polígonos que tienen cuatro lados.
Los cuadriláteros son los polígonos que más abundan a nuestro alrededor, más que los
triángulos y, por supuesto, que los pentágonos, hexágonos
4.8.6 CLASES DE CUADRILÁTEROS
Los cuadriláteros se clasifican en paralelogramos y no paralelogramos.
4.8.7 PARALELOGRAMOS
Los paralelogramos son los cuadriláteros cuyos lados opuestos son paralelos. Son cuatro:
• El cuadrado tiene los cuatro lados iguales y los cuatro ángulos rectos (90°).
• El rectángulo tiene los lados iguales dos a dos y los cuatro ángulos rectos (90°).
• El rombo tiene los cuatro lados iguales, pero sus ángulos no miden 90°.
• El romboide tiene los lados iguales dos a dos, pero sus ángulos no miden 90°.
Figura 4.7 Dibujo de paralelogramos
Fuente: Elaboración Propia
101
4.8.8 NO PARALELOGRAMOS
Los cuadriláteros que no son paralelogramos son el trapecio y el trapezoide:
• El trapecio tiene dos de sus lados opuestos paralelos. A esos lados se les llama bases.
• El trapezoide no tiene ningún lado paralelo a su lado opuesto.
Figura 4.8 Dibujo de No paralelogramos
Fuente: Elaboración Propia
Área de un cuadrado
Área del cuadrado = lado × lado
Área de un rectángulo
Área del rectángulo = base × altura
4.8.9 PSEUDOCÓDIGO PARA DIBUJAR UN CUADRADO
Para dibujar un cuadrado el robot tiene que avanzar una cierta distancia, girar 90 grados,
repitiendo este mismo cuatro veces, entonces como deberíamos indicarle al robot que realice
un cuadrado de 20 x 20 cm.
Avanzar 20 centímetros
Girar 90 grados
Avanzar 20 centímetros
Girar 90 grados
Avanzar 20 centímetros
Girar 90 grados
Avanzar 20 centímetros
Girar 90 grados
102
4.8.10 DIAGRAMAS DE FLUJO PARA DIBUJAR UN CUADRADO
Figura 4.9 Diagrama de flujo de un cuadrilátero
Fuente: Elaboración Propia
4.8.11 CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT CON EL KIT DE MINDSTORMS EV3
Para poder construir un robot educativo siga los pasos de la clase 1 y clase 2 y usar como guía
el manual adjunto que viene juntamente con el Kit de Lego Mindstorms EV3.
4.8.12 PROGRAMACIÓN EN UNA COMPUTADORA (DIBUJAR UN CUADRADO)
Figura 4.10 Programa para dibujar un cuadrilátero
Fuente: Elaboración Propia
Fin
R1  0
R2  0
R1  3 R2  3
P  40
D  0
R1  0 R2  0
P  0
D  0
R1  1,5
R2  - 1,5
P  -10 D  10
Inicio
103
4.8.13 REALIZAR LA PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO
Figura 4.11 Robot Dibuja un cuadrilátero
Fuente: Elaboración Propia
4.8.14 REALIZAR LAS MEDIDAS DEL CUADRADO DIBUJADO POR UN ROBOT
UTILIZANDO INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
En esta parte el profesor pide a los estudiantes que realicen diferentes medidas, en base a la
figura que dibujó el robot.
4.8.15 EVALUACIÓN
La evaluación se realiza durante todo el proceso cuantitativamente los cuatro momentos
metodológicos.
4.9 CLASE 4 LOS TRIÁNGULOS
4.9.1 OBJETIVO
Conocer el concepto de triángulo.
Identifica los elementos básicos de un triángulo
Clasificar los tipos de triángulos en función del tamaño de los lados y en función de los
ángulos.
Definición de triángulo y sus elementos. Según los lados y sus ángulos.
104
Identificar los saberes previos y su relación con los problemas a resolver por parte de los
alumnos.
Proponer la resolución de distintas situaciones relacionadas con estos contenidos que exijan a
los niños enfrentarse a un cierto grado de dificultad para que puedan poner en juego un trabajo
matemático.
Promover la explicitación de las ideas que los estudiantes van elaborando en sus actividades.
Aproximar al niño al uso de una herramienta lúdico- tecnológica.
4.9.2 METODOLOGÍA
Se trabajará en grupos de 5 a 6 estudiantes, cada grupo tiene un jefe de grupo y un
reemplazante, todos los integrantes del grupo deben cuidar las piezas del Kit de Lego
Mindstorms, a cada jefe de grupo se le entregará un Kit completo y deberán devolver tal como
se lo entregó al profesor o profesora, el resto de los estudiantes deben traer sus carpetas para el
apunte de conceptos y explicaciones del profesor y contar con los instrumentos de medida.
4.9.3 DEFINICIÓN DE TRIÁNGULO
Los triángulos son polígonos de tres lados
4.9.4 CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS
Según la longitud de sus lados
Según sea la longitud de sus lados, los triángulos se clasifican en:
Equiláteros: tienen los tres lados iguales.
Isósceles: tienen dos lados iguales.
Escalenos: tienen los tres lados desiguales.
Figura 4.12 Clasificación de triángulos según la longitud
Fuente: Elaboración Propia
105
Según sus ángulos
También se pueden clasificar los triángulos según sean sus ángulos:
Acutángulos: si sus tres ángulos son agudos (< 90°).
Rectángulos: si uno de sus ángulos es recto (= 90°).
Obtusángulos: si uno de sus ángulos es obtuso (> 90°).
Figura 4.13 Clasificación de triángulos según sus ángulos
Fuente: Elaboración Propia
4.9.5 ÁREA DE UN TRIÁNGULO
En un triángulo, la base es uno cualquiera de sus lados y la altura es el segmento
perpendicular a la base o a su prolongación, trazado desde el vértice opuesto al lado de la base.
El área de un triángulo es igual a su base por su altura partido por dos.
4.9.6 PSEUDOCÓDIGO PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO
Avanzar 10 centímetros
Girar 45 grados
Avanzar 15 centímetros
Girar 45 grados
Avanzar 15 centímetros
4.9.7 DIAGRAMA DE FLUJO PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO
R1  0
R2  0
R1  3 R2  3
P  40
D  0
Inicio
106
Figura 4.14 Diagrama de flujo de un triángulo
Fuente: Elaboración Propia
4.9.8 CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO
Para poder construir un robot educativo siga los pasos de la clase 1 , 2 y usar como guía el
manual adjunto que viene juntamente con el Kit de Lego Mindstorms EV3.
4.9.9 PROGRAMA PARA DIBUJAR UN TRIÁNGULO
Figura 4.15 Robot dibuja un triángulo
Fuente: Elaboración Propia
4.9.10 REALIZAR LA PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO
Deberá realizar sobre una superficie plana colocando sobre el piso hojas resma.
4.9.11 REALIZAR LAS MEDIDAS CON LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
En esta parte el profesor pide a los estudiantes que realicen diferentes medidas, en base a la
figura que dibujó el robot.
Fin
R1  20 R2  -20
P  0
D  0
R1  1,5
R2  - 1,5
P  -10 D  10
107
4.9.12 EVALUACIÓN
La evaluación se realiza durante todo el proceso cuantitativamente los cuatro momentos
metodológicos.
4.10 CLASE 5 LA CIRCUNFERENCIA Y EL CÍRCULO
4.10.1 OBJETIVO
Conocer el concepto de la circunferencia y el círculo.
Identificar los elementos de la circunferencia.
Identificar los saberes previos y su relación con los problemas a resolver por parte de los
alumnos.
Proponer la resolución de distintas situaciones relacionadas con estos contenidos que exijan a
los estudiantes enfrentarse a un cierto grado de dificultad para que puedan poner en juego un
trabajo matemático.
Promover la explicitación de las ideas que los estudiantes van elaborando en sus actividades.
Aproximar al niño al uso de una herramienta lúdico- tecnológica.
4.10.2 METODOLOGÍA
Se trabajará en grupos de 5 a 6 estudiantes, cada grupo tiene un jefe de grupo y un
reemplazante, todos los integrantes del grupo deben cuidar las piezas del Kit de Lego
Mindstorms, a cada jefe de grupo se le entregará un Kit completo y deberán devolver tal como
se lo entregó al profesor o profesora, el resto de los estudiantes deben traer sus carpetas para el
apunte de conceptos y explicaciones del profesor y contar con los instrumentos de medida.
4.10.3 DEFINICIÓN DE UNA CIRCUNFERENCIA
La circunferencia es una figura curva, cerrada (no tiene un punto de principio ni de final) y
plana (la dibujamos sobre una superficie plana), cuyos puntos están todos a la misma distancia
de su centro.
4.10.4 ELEMENTOS DE LA CIRCUNFERENCIA
Algunos elementos de la circunferencia son: radio, cuerda, diámetro y arco.
• El radio es el segmento que une cualquier punto de la circunferencia con su centro.
108
• Una cuerda es un segmento que une dos puntos de la circunferencia. Ala cuerda que
pasa por el centro se le llama diámetro.
• El diámetro mide el doble que el radio, y divide a la circunferencia en dos
semicircunferencias.
• Un arco es la parte de circunferencia comprendida entre dos de sus puntos.
Figura 4.16 Elementos de la circunferencia
Fuente: Elaboración Propia
4.10.5 LONGITUD DE LA CIRCUNFERENCIA
La longitud de una circunferencia es igual a su diámetro multiplicado por el número pi (que
vale 3,14 y se lee “pi”): Longitud de la circunferencia = diámetro × pi
Si quisiéramos, por ejemplo, saber lo que avanza la rueda de una bicicleta de 40 cm de
diámetro cada vez que da una vuelta, hallaríamos la longitud de su circunferencia:
Longitud = 40 × 3,14 = 125,6 cm
4.10.6 POSICIONES DE UNA RECTA Y UNA CIRCUNFERENCIA
Sobre una superficie plana, una recta y una circunferencia pueden estar en una de estas tres
posiciones:
1. La recta exterior a la circunferencia: no tienen ningún punto en común.
2. La recta tangente a la circunferencia: tienen un punto en común.
3. La recta secante a la circunferencia: tienen dos puntos en común.
109
4.10.7 POSICIONES DE DOS CIRCUNFERENCIAS
Dos circunferencias sobre una superficie plana, pueden ocupar distintas posiciones una
respecto a la otra, pudiendo ser: exteriores, interiores, concéntricas, tangentes exteriores,
tangentes interiores o secantes.
a. Exteriores: no tienen ningún punto en común.
b. Interiores: no tienen ningún punto en común.
c. Concéntricas: tienen el mismo centro, pero diferentes radios.
d. Tangentes exteriores: tienen un punto en común.
e. Tangentes interiores: tienen un punto en común.
f. Secantes: tienen dos puntos en común.
4.10.8 DEFINICIÓN DE UN CÍRCULO
El círculo es la figura que forman una circunferencia y su interior. No debes confundir la
circunferencia, que es una línea curva, con el círculo, que es la superficie que encierra esa
línea. Un sector circular es la parte de círculo comprendida entre dos radios y el arco que
abarcan.
Figura 4.17 Circulo y sector circular
Fuente: Elaboración Propia
110
Un semicírculo es la superficie limitada por un diámetro y la semicircunferencia: es la mitad
del círculo.
Un segmento circular es la parte de círculo comprendida entre una cuerda y su arco.
4.10.9 ÁREA DEL CÍRCULO
El área de un círculo de radio R es igual a PI por su radio al cuadrado: Área del círculo = PI
× R2
4.10.10 CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT PARA DIBUJAR CIRCUNFERENCIA
Para poder construir un robot educativo siga los pasos de la clase 1, clase 2 y usar como guía
el manual adjunto que viene juntamente con el Kit de Lego Mindstorms EV3.
4.10.11 PROGRAMA PARA DIBUJAR UNA CIRCUNFERENCIA
Figura 4.18 Programa para dibujar una circunferencia
Fuente: Elaboración Propia
4.10.12 PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO EN UNA SUPERFICIE PLANA
Figura 4.19 Prueba de un robot que dibuja circunferencia
Fuente: Elaboración Propia
111
4.10.13 IDENTIFICACIÓN Y MEDIDAS DE LA CIRCUNFERENCIA EN EL PLANO
En esta parte el profesor pide a los estudiantes que realicen diferentes medidas, en base a la
figura que dibujó el robot.
4.10.14 EVALUACIÓN
La evaluación se realiza durante todo el proceso cuantitativamente los cuatro momentos
metodológicos.
4.11 CLASE 6 LOS POLÍGONOS
4.11.1 OBJETIVO
Conocer el concepto de los polígonos.
Identificar los elementos de un polígono.
Reconocer los diferentes polígonos según el número de sus lados.
Identificar los saberes previos y su relación con los problemas a resolver por parte de los
alumnos.
Proponer la resolución de distintas situaciones relacionadas con estos contenidos que exijan a
los estudiantes enfrentarse a un cierto grado de dificultad para que puedan poner en juego un
trabajo matemático.
Promover la explicitación de las ideas que los estudiantes van elaborando en sus actividades.
Aproximar al niño al uso de una herramienta lúdico- tecnológica.
4.11.2 METODOLOGÍA
Se trabajará en grupos de 5 a 6 estudiantes, cada grupo tiene un jefe de grupo y un
reemplazante, todos los integrantes del grupo deben cuidar las piezas del Kit de Lego
Mindstorms, a cada jefe de grupo se le entregará un Kit completo y deberán devolver tal como
se lo entregó al profesor o profesora, el resto de los estudiantes deben traer sus carpetas para el
apunte de conceptos y explicaciones del profesor y contar con los instrumentos de medida.
112
4.11.3 DEFINICIÓN DE UN POLÍGONO
Los polígonos son figuras planas cerradas, limitadas por segmentos rectilíneos.
4.11.4 ELEMENTOS DE UN POLÍGONO
Los elementos de un polígono son los lados, los vértices, los ángulos y las diagonales.
Los lados son los segmentos rectilíneos que delimitan al polígono.
Los vértices son los puntos donde se cortan los lados dos a dos.
Los ángulos son las regiones comprendidas entre cada par de lados.
Las diagonales son los segmentos que unen cada pareja de vértices no consecutivos.
Figura 4.20 Elementos de un polígono
Fuente: Elaboración Propia
4.11.5 CLASES DE POLÍGONOS SEGÚN SU NÚMERO DE LADOS
Según su número de lados, los polígonos se llaman:
 De 3 lados Triangulo
 De 4 lados Cuadrado
 De 5 lados Pentágono
 De 6 lados Hexágono
 De 7 lados Heptágono
 De 8 lados Octógono
113
 De 9 lados Eneágono
 De 10 lados Decágono
Según la amplitud de sus ángulos, un polígono puede ser:
• Convexo, si todos sus ángulos son menores que 180°.
• Cóncavo, si alguno de sus ángulos es mayor que 180°.
Según la longitud de sus lados, los polígonos pueden ser:
• Regulares, si tienen todos sus lados y todos sus ángulos iguales.
• Irregulares, si tienen lados desiguales.
4.11.6 CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT PARA DIBUJAR POLÍGONOS
Para poder construir un robot educativo siga los pasos de la clase 1 , 2 y usar como guía el
manual adjunto que viene juntamente con el Kit de Lego Mindstorms EV3.
4.11.7 PROGRAMA PARA DIBUJAR UN POLÍGONO
El procedimiento es muy similar a la clase 2 que sirve como guia para dibujar un polígono.
4.11.8 PRUEBA CON EL ROBOT EDUCATIVO EN UNA SUPERFICIE
El procedimiento es muy similar a la clase 2 que sirve como guia para dibujar un polígono.
4.11.9 IDENTIFICACIÓN Y MEDIDA DE LOS POLÍGONOS
En esta parte el profesor pide a los estudiantes que realicen diferentes medidas, en base a la
figura que dibujó el robot.
4.11.10 EVALUACIÓN
La evaluación se realiza durante todo el proceso cuantitativamente los cuatro momentos
metodológicos.
114
CAPITULO V
PRUEBA DE HIPÓTESIS
115
CAPITULO V
PRUEBA DE HIPÓTESIS
5.1 INTRODUCCIÓN
Una hipótesis es una suposición que se establece como base de una investigación que puede
confirmar o negar su validez, su función principal es demarcar el problema que se va a
investigar.
5.2 POBLACIÓN
La población objeto de la presente investigación estuvo constituida por: 146 estudiantes niños
y niñas de 10 a 12 años de edad pertenecientes a cinco cursos de 5to de primaria de la Unidad
Educativa Jesús Obrero Fe y Alegría ubicada en la ciudad de El Alto de La Paz Bolivia.
5.3 MUESTRA
La determinación de la muestra se realiza de la siguiente forma:
Se considera una población de 146 estudiantes (N= 146), con la finalidad de tener un error
estándar menor a 0,05 y calculamos cual debe ser el tamaño de muestra optimo.
N= 146 tamaño poblacional
E= 0,05 error estándar
V2 = E2 = (0,05) = 0,0025 Varianza poblacional
S2 =p(1-p) = 0,90(1-0,90) = 0,09 Varianza muestral
Donde p es la probabilidad de estudiantes que realizan el test, en este caso se muestra la
probabilidad de 90%, porque la mayoría de los alumnos se presentan a las clases.
116
Ahora se calcula el tamaño de muestra sin ajustar.
n`= S2 / V2 = 0,09 / 0,0025 = 36 entonces n`= 36 tamaño de muestra sin ajustar
n = n`/ 1+n`/N = 36/ 1+(36/146) = 28,9 => n = 29 tamaño de muestra optimo
De la población anterior se extrajo la muestra de 29 estudiantes pertenecientes al curso 5to de
primaria Amarillo, edades comprendidas entre 10 a 12 años tanto niños como niñas.
De acuerdo con la muestra obtenida, se utiliza el tipo de muestra pequeñacorrespondiente a
las muestras finitas que son para grupos menos de treinta (n < 30)
En la implementación del programa se utilizó el diseño experimental del grupo único, ya que
las variables se midieron antes (Pre Test) y después (Post Test) de la ejecución del programa,
luego se cuantificó la magnitud del cambio.
Para obtener la información antes y después se utilizó un cuestionario (ver anexo) como
instrumento de la investigación, de esta forma aplicar la Robótica Educativa para 5to de
Primaria.
5.4 PRUEBA ESTADÍSTICA
La prueba estadística seleccionada y adecuada para el procedimiento de la prueba de hipótesis,
es la t de Student, la cual establece la diferencia entre el conjunto de frecuencias observadas en
una muestra antes pre test y el conjunto correspondiente de frecuencias teóricas esperadas
después post test que corresponden al diseño experimental de grupo único con una muestra
pequeña.
La prueba de t de Student es un método útil que tiene como objetivo comparar las frecuencias
observadas y las frecuencias esperadas, en un cuadro de doble entrada para cada una de ellas
y para cada variable dependiente.
Aplicaremos la prueba de t de student para comparar las medias de un mismo grupo antes del
test y después del test.
Ho : upre test = upost test
117
H1 : upre test < upost test
Puntajes obtenidos en el pre test y post test aplicados a los estudiantes de 5to de primaria
tanto niños como niñas con edades de 10 a 12 años.
NÚMERO PRE TEST POST TEST DIFERENCIA
1 19 29 -10
2 22 30 -8
3 25 32 -7
4 27 39 -12
5 27 45 -18
6 31 47 -16
7 31 49 -18
8 34 55 -21
9 36 58 -22
10 39 61 -22
11 40 64 -24
12 45 65 -20
13 46 68 -22
14 48 70 -22
15 49 72 -23
16 52 73 -21
17 52 73 -21
18 54 74 -20
19 55 75 -20
20 57 77 -20
21 61 79 -18
22 61 79 -18
23 62 79 -17
24 64 80 -16
25 65 77 -12
26 70 77 -7
27 73 78 -5
28 64 78 -14
29 59 75 -16
Cuadro 5.1 Cuadro comparativo de Pre Test y Post Test
Fuente: Elaboración propia
118
̅ = −16,9 ; ( ̅ ) = 28,88 ==> ( ̅ ) = 5,37
= ̅( ̅ ) √
= −16,95,37 √29 = − , < ==
, ; = , < ==
Por tanto se rechaza la
El valor critico de t para un nivel de alfa de 0,05 de un extremo es igual a 1,70, entonces se
acepta la hipótesis alterna (H1) y se rechaza la hipótesis nula (H0), demostrando entonces que
la Robótica Educativa fue efectivo concluyendo que si existe diferencia significativa entre el
pre test y post test para esta muestra especifica de los 29 estudiantes de 5to de primaria de la
Unidad Educativa Jesús Obrero de Fe y Alegría
5.4.1 RESULTADOS DESPUÉS DE LA APLICACIÓN DE ROBÓTICA EDUCATIVA
EN DOS CURSOS
Durante la gestión 2015 nuevamente se realizó la aplicación de robótica educativa en
estudiantes de 5to de primaria con dos cursos, y los resultados se muestran a continuación
5.4.2 COMPARACIÓN DE NOTAS
Con el objetivo de establecer de forma clara los resultados del presente estudio, se realizó la
evaluación con la modalidad de comparación de puntajes de dos cursos de quinto de primaria
uno es quinto de Primaria Rojo en este curso las clases fueron sin Robótica y el otro curso es
quinto de Primaria Azul donde los estudiantes realizaron las practicas de la materia de
matemáticas con una Herramienta Didáctica como es un robot educativo y los resultados
obtenidos se muestran en el siguiente cuadro.
119
CUADRO DE RESULTADOS
QUINTO DE PRIMARIA ROJO QUINTO DE PRIMARIA AZUL
INSTRUCCIÓN NORMAL DE
MATEMATICAS
INSTRUCCIÓN DE MATEMATICAS CON
ROBOTICA
PUNTAJE SIN ROBOTICA PUNTAJE CON ROBOTICA
NRO.
APELLIDOS Y
NOMBRES NOTA NRO
APELLIDOS Y
NOMBRES NOTA
1 YESSICA MARIÑO 73 1 LETICIA MAMANI 73
2 ALEXIS 80 2 SARAI 60
3 CELIA TICOLLANO 73 3 CARLOS CHOQUE 87
4 ROLY 40 4 MELANI 67
5 YUSARA LOPEZ 53 5 ADRIANA HUANCA 87
6 KARLA CHOQUE 60 6 CIELO 80
7 GIOVANA TOLA 53 7 KARLA RIOS 87
8 ABEL 40 8 SARAYMA QUINTANA 73
9 MELANY 53 9 CARLA QUISPE 73
10 MASHIEL QUISBERT 67 10 JORGE RODRIGUEZ 73
11 JOSE SURITA 67 11 DANNER RUBEN 93
12 DANNER LIMACHI 53 12 CARLOS DANIEL 80
13 ISRAEL MONASTERIOS 47 13 DENIS DILAN QUISPE 67
14 MARCO MACHACA 40 14 ROSARIO NINA 80
15 FRANCO AMERICO 80 15 ABDIAS RENE PARI 93
16 ELITHSY 67 16 MARCOS CONDORI 73
17 IGNACIO HUARISTE 67 17 JHONNY HUANCA 100
18 IMANOL 47 18 ALVARO TENORIO 80
19 MARIA NINA 67 19 LUZ HELEN FLORES 73
20 LICET JOVE 60 20 ROCIO MAMANI 67
TOTAL 1187 TOTAL 1566
PROMEDIO 59 PROMEDIO 78
Cuadro 5.2: Cuadro comparativo de notas de los dos cursos
Fuente: elaboración propia
La comparación de notas con Robótica Educativa como Herramienta Didáctica para la materia
de matemáticas consistió en obtener una muestra de 20 alumnos de la población estudiantil
que cursan el curso de quinto de primaria en la Unidad Educativa Jesús Obrero Fe y Alegría
turno tarde y realizar la comparación de puntajes obtenidos de ambos cursos, un curso que
utilizó dicha herramienta didáctica el otro curso no utilizó esta herramienta.
120
El promedio de las y los estudiantes que no utilizaron la Robótica Educativa como herramienta
didáctica no supera al promedio de los resultados que si utilizaron la Robótica Educativa como
herramienta didáctica para matemáticas.
5.5 ESTADO DE LA HIPÓTESIS
En lo referente a la hipótesis que fue planteada en el capítulo I:
“La Robótica Educativa es una herramienta didáctica que influye en el desarrollo de las
capacidades del proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas en los estudiantes de 5to
de primaria aumentando su rendimiento en aproximadamente 30%”.
Aplicando la Robótica Educativa en el proceso de enseñanza y aprendizaje en los estudiantes
de 5to de primaria influye incrementando su rendimiento en 63 por ciento en el área de
matemáticas como una herramienta didáctica.
121
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
122
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo se presentan las conclusiones a las que se llega en la investigación sobre la
Robótica Educativa como herramienta didáctica para la enseñanza y aprendizaje de
matemáticas para 5to de primaria, los cuales contribuyen en la calidad educativa de los
estudiantes.
6.2 CONCLUSIONES
El programa de Robótica Educativa como herramienta didáctica está generando impacto
significativo en estudiantes de 5to de primaria.
Los logros con la Robótica Educativa se observan en la mejora de los estudiantes en sus
habilidades, dado que son capaces de manipular de forma ágil y precisa las piezas de Lego al
armar un robot, en consecuencia se puede decir los educandos pueden realizar la construcción
de robot móvil, a su vez han mejorado en la habilidad mental en el área de matemáticas y el
razonamiento lógico, así como la parte experimental al realizar las practicas en esta área.
Sobre los espacios donde se realizan las prácticas de Robótica Educativa, se puede decir que
son apropiadas para las clases teóricas, pero sin embargo, para realizar las prácticas de armado
o la construcción de robots móviles, con las piezas Lego, requiere de mayor tamaño y espacio
adecuado, para ello es necesario un laboratorio de robótica.
6.2.1 ESTADO DEL OBJETIVO GENERAL
En el capítulo I se planteó como objetivo general lo siguiente, “Mejorar la enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en 5to de primaria aplicando la Robótica Educativa como
herramienta didáctica” del objetivo general y de las pruebas de campo se puede concluir, que
efectivamente con el robot educativo móvil para matemáticas dieron como resultado que esta
herramienta apoya en mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje. De los datos obtenidos
de la encuesta de ambas pruebas se puede observar que existe un alto nivel de aceptación de
esta tecnología en los estudiantes, por tanto se llega a la conclusión de que existe una mejora
123
en un 63 por ciento en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la materia de matemáticas en
estudiantes de 5to de primaria.
Este trabajo de investigación cumple con lo propuesto en el objetivo general, el prototipo del
robot educativo móvil demuestra que si se puede utilizar como unaherramienta didáctica en
matemáticas realizando las figuras geométricas planas.
6.2.2 ESTADO DE LOS OBJETIVOS SECUNDARIOS
• El objetivo uno se cumple, porque se utilizó los recursos tecnológicos actuales como
una computadora y un robot educativo para el proceso de enseñanza y aprendizaje
aumentando su rendimiento en los estudiantes de 5to de primaria en la materia de
matemáticas.
• De la misma forma se cumple el objetivo dos, porque en esta investigación se aplico
las nuevas herramientas tecnológicas en los salones de clase, de esta forma los
estudiantes ampliaron su conocimiento, creatividad y capacidad de concentración.
• Aumentó el grado de motivación en los estudiantes y profesores por utilizar esta
herramienta didáctica, por esta razón se puede decir que se cumplió con el objetivo
tres, porque se construyó un robot educativo para profesores y estudiantes.
• El objetivo cuatro también se cumple, porque se insertaron las nuevas tecnologías de
robótica educativa en los contenidos curriculares de la materia de matemáticas en 5to
de primaria, para esto se realizó el plan curricular detallado en el capítulo cuatro, de
esta forma tanto estudiantes como profesores tienen conocimiento sobre la ciencia y la
tecnología.
• Se realizó el experimento con el robot educativo en los salones de clase utilizando este
material didáctico para motivar el proceso de enseñanza y aprendizaje de matemáticas
en 5to de primaria en una escuela pública de convenio, se puede decir que se cumplió
este objetivo en un 63 por ciento, porque las y los estudiantes se sienten atraídos y
motivados en aprender matemáticas diseñando, construyendo y programando un robot
educativo.
124
6.3 RECOMENDACIONES
A partir de los datos encontrados sobre la Robótica Educativa aplicados en una de las
Unidades Educativas de Fe y Alegría y después de haber realizado un estudio sobre el mismo
se puede formular las siguientes recomendaciones:
• Para mejorar los logros alcanzados en la calidad educativa es necesario ampliar la
cantidad de horas de clases para la construcción o armado de robots y la programación
del mismo.
• Dotar de más Kits de Robótica Educativa a las Unidades Educativas con el objetivo de
mantener el interés en los estudiantes con la finalidad de empoderar y que practiquen
las cuatro fases de Robótica Educativa.
• Se sugiere la dotación de mesas adecuadas para desarrollar las prácticas de armado y
programación del robot, ya que en la observación realizada en las aulas se constató que
existía incomodidad por parte de los estudiantes a la hora de armar las piezas de Lego.
• En relación al espacio lo ideal es la construcción de un Laboratorio de Robótica
Educativa el cual posea las condiciones y los elementos necesarios para llevar a cabo
estas prácticas.
• Considerar en el Plan de Estudios en los diferentes niveles de Educación la asignatura
de Robótica Educativa en las Instituciones Educativas.
• Capacitar a los docentes o profesores y profesoras en el uso de herramientas
tecnológicas para la enseñanza de Robótica Educativa en los diferentes niveles
educativos.
• Se recomienda la práctica continua de esta tecnología en las diferentes Unidades
Educativas y en sus diferentes niveles, donde permita a los estudiantes obtener sus
habilidades y conocimientos durante el tiempo de estudio, de esta forma mejorar la
motivación y el interés que actualmente existe por incurrir en esta materia.
• Se recomienda seguir con la investigación sobre el tema de Robótica Educativa para
que en un futuro los estudiantes sean los creadores de procesos robóticos, de esta
forma en un futuro tener personas con conocimientos más amplios en ciencia y
tecnología robótica.
125
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
126
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LIBROS Y TESIS
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Yañes, Fernando (1995) “Métodos - Técnicas de investigación y herramientas para elaborar
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[Bunge, 1989]
Bunge, Mario (2001) “La Ciencia, su Método y su filosofía” Ed. Panamericana, Bogotá
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[Hernández, Fernández, Baptista, 2010]
Hernández Hernández Roberto, Carlos Fernández, bautista Pilar, (2010) “Metodología de la
Investigación” Ed. McGraw Hill, 5ta edición México DF.
[Escalera, 1992]
Escalera, Saúl J. (1992) “Manual de Tesis de Grado para Ciencia y Tecnología” Cochabamba
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Ollero, Baturone Aníbal (2001) “Robótica manipuladores y Robots Móviles” ed. Alfaomega,
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[Angulo, 1985]
Angulo, José (1985) “Curso de Robótica” Ed. Bilbao, España
[Angulo, 1986]
Angulo, José M. (1986) “Guía Fácil de Robótica” Ed. Paraninfo, España
[Cuenca, 2003]
Cuenca, Zarzuri Yohoni (2003) “Orientación Reactiva en Robots Lego al interior de un
entorno de trabajo no estructurado” Tesis de Informática, UMSA
[Hernández, 1998]
Hernández Zuñiga, Oscar Genaro (1998), “Introducción a la Didáctica”, Universidad de
Santander México
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Pressman, Roger (2005) “Ingeniería de Software”, ed. McGraw – Hill España 5ta Edición
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[Quiroga, 2012]
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Barca, Rafael (2013) “Introducción a la Robótica”, Universidad Alcalá Madrid España
SITIOS WEB
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Acuña, “Robótica y Aprendizaje por Diseño en Educación”
http://www.educoas.org/portal Fecha de ingreso: agosto 2014
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Antonio de Nebrija, “Programación Didáctica, Optativa de Robótica”
http://www.iesantoniodenebrija.es/tecnologia/images/stories/departamento/examenes/program
aciones/PROG4ESOROB
Fecha de ingreso: Agosto 2014
http://www.educoas.org/portal
http://www.iesantoniodenebrija.es/tecnologia/images/stories/departamento/examenes/programaciones/PROG4ESOROB
http://www.iesantoniodenebrija.es/tecnologia/images/stories/departamento/examenes/programaciones/PROG4ESOROB
128
[Gálvez, 2010]
Gálvez Legua Mauricio, “Tecnologías de Información y Comunicaciones aplicadas a la
Educación”
129
G L O S A R I O
130
GLOSARIO
Ladrillo EV3
Es el procesador del robot, encargado de todas las actividades que se ejecuten.
Algoritmo de programación
Estructuras que permiten, secuencialmente, entregar instrucciones a un robot a través de un
software de programación.
Bloque de programación
Formato con el cual se programa en el software LEGO MindStorm EV3, el cual tiene una
lógica basada en bloques.
Bloque condicional “switch”
Indicación de programación que obliga al robot a elegir entre dos opciones.
Bloque de repetición “loop”
Indicación de programación que obliga al robot a repetir una rutina de comandos.
Centro de giro
Es el centro de la circunferencia que marca el radio de giro que realiza la trayectoria del
robot.
Concatenar
Unir comandos de programación para lograr una secuencia lógica, que permita que el robot
realice las instrucciones de quien lo programa.
Conducción tanque
Sistema de tracción de un robot, que utiliza un motor para cada lado del robot.
Motores eléctricos
Sistemas de movimiento rotacional eléctrico, que sirven para otorgarle movimiento a un robot.
Navegación
Son tácticas y estrategias de movimiento sobre una superficie, que debe ser recorrida por un
robot.
Potencia
Es la intensidad con la que los motores logran que el robot avance o retroceda. El robot irá
más rápido con más potencia y más lento con menos potencia.
Prototipo
Modelo de prueba y testeo que se realiza previo a la elaboración de un producto final.
131
Puertos de entrada de datos
Son los puertos por donde se transfieren los datos desde las piezas externas y se identifican
con los números 1, 2, 3 y 4.
Puertos de salida de datos
Son los puertos por donde se transfierenlos datos a las piezas externas y se identifican con las
letras A, B, C y D.
Salidas de información
Sistema que permite transferir datos o información desde el robot hacia las piezas conectadas a
él.
Sensor de color
Sensor de luz, que al ser usado por el robot, permite identificar colores.
Sensor de contacto
Sensor que funciona identificando si el interruptor es suelto o apretado.
Sensor de distancia
Sensor que permite detectar si existe o no un objeto contundente en su parte frontal.
Sensor giroscopio
Sensor de posición, que al ser usado por el robot, permite que este pueda ubicarse en el
espacio.
Sistema de sujeción
Sistema con el cual se sujetan los sensores a la estructura base del robot.
Software
Interfaz computacional en la que interactúa un usuario con un computador, una máquina o un
robot.
Tracción
Sistema mecánico que compone el movimiento de un robot.
Stall Torque
Se refiere a la par de un dispositivo cuando la velocidad de rotación de dicho dispositivo
llegue a cero.
USB
Es la sigla de Universal Serial Bus (Bus Universal en Serie, en castellano). Se trata de un
concepto de la informática para nombrar al puerto que permite conectar periféricos a
una computadora.
http://definicion.de/informatica/
http://definicion.de/puerto/
http://definicion.de/computadora/
132
LabVIEW
(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un entorno de desarrollo basado
en programación gráfica. Utiliza símbolos gráficos en lugar de lenguaje textual para describir
acciones de programación.
ARM
Es el acrónimo de “Arcon RISC Machine”, luego el acrónimo fue convertido en “Avanced
RISC Machine”; no hay mucho que traducir si no se entiende el acrónimo “RISC” que quiere
decir “Reduced Instruction Set Computer” y que en español se traduce “Ordenador con
Conjunto de Instrucciones Reducidas”; haciendo referencia a una de las cualidades principales
de estos procesadores. En términos simples se refiere a una forma de diseño para un
procesador, o arquitectura del mismo, como también se le hace referencia.
Secure Digital (SD)
Es un formato de tarjeta de memoria para dispositivos portátiles tales como cámaras
fotográficas digitales, teléfonos móviles, computadoras portátiles e incluso videoconsolas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Tarjeta_de_memoria
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_digital
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_digital
http://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fono_m%C3%B3vil
http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora_port%C3%A1til
http://es.wikipedia.org/wiki/Videoconsola
133
A N E X O S
134
A N E X O A
ÁRBOL DE PROBLEMAS
Relación C/E
Problema del árbol
Problema de ruta crítica
Problema central
P4. Las escuelas públicas no
cuentan con herramientas
tecnológicas como es la robótica
educativa.
P13Los profesores no tienen los
conocimientos suficientes en el área y no
utilizan esta tecnología como herramienta de
apoyo para el proceso de enseñanza y
aprendizaje de los estudiantes, lo que
disminuye el grado de motivación hacia los
procesos educativos
P7. Los estudiantes de 5to de
primaria olvidan fácilmente lo que
han aprendido en forma teórica
los conceptos de geometría.
P6. Los estudiantes de 5to de primaria
se van promoviendo al siguiente nivel
sin aplicar de forma practica algunos de
los conocimientos adquiridos durante la
gestión.
P8. Los estudiantes de 5to de
primaria no utilizan la robótica
educativa como una herramienta
aplicativa para resolver algunos de
los problemas planteados.
P10. Los estudiantes de 5to de
primaria no cuentan con la
oportunidad de aplicar sus
conocimientos con las nuevas
tecnologías actuales.
P9. No existe suficientes recursos
tecnológicos para el proceso de
enseñanza y aprendizaje de
matemáticas en 5to de primaria, esto
ocasiona un rendimiento bajo en el
aprendizaje de los estudiantes
P5. Las investigaciones en ciencia y
tecnología actual usadas para la
educación es muy limitada en
nuestro medio.
P2. Los conceptos de matemáticas
como es la geometría no son
aplicadas y demostradas con las
nuevas tecnologías como es un
robot educativo.
P3El material didáctico utilizado en las
escuelas públicas es muy escasa para
motivar el proceso de enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en
estudiantes de 5to de primaria, por lo
cual los estudiantes no se sienten
atraídos por el estudio de la
matemática
P12. La incorporación de la
robótica educativa es muy limitada
casi nula para el proceso de
enseñanza y aprendizaje en
escuelas públicas.
P11 En las instituciones de educación
primaria los profesores no insertan las
nuevas tecnologías en los contenidos
curriculares, lo cual produce poco
conocimiento sobre la ciencia y la
tecnología
P1.Bajo rendimiento en el
proceso de enseñanza y
aprendizaje de matemáticas
en 5to de Primaria.
135
A N E X O B
ÁRBOL DE OBJETIVOS
Relación C/E
Objetivo del árbol
Objetivo de ruta crítica
Objetivo principal
O4. Las escuelas públicas cuentan
con herramientas tecnológicas
como es la robótica educativa.
O13 Construir para los profesores y
estudiantes una herramienta didáctica
para aplicar en las aulas para estimular
la imaginación y aumentar el grado de
motivación en los estudiantes de 5to de
primaria
O7 Los estudiantes de 5to de primaria
recuerdan fácilmente lo que han
aprendido en forma teórica los
conceptos de geometría.
O6. Los estudiantes de 5to de primaria
se van promoviendo al siguiente nivel
aplicando de forma practica algunos de
los conocimientos adquiridos durante la
gestión.
O8. Los estudiantes de 5to de primaria
utilizan la robótica educativa como una
herramienta aplicativa para resolver
algunos de los problemas planteados.
O10Aplicar las nuevas herramientas
tecnológicas como un robot educativo en los
salones de clase para estudiantes de 5to de
primaria de esta forma contar con la
oportunidad de utilizar este medio didáctico,
para ampliar su creatividad y capacidad de
concentración
O9. Utilizar los recursos tecnológicos
actuales como un robot educativo para
el proceso de enseñanza y aprendizaje
en niños y niñas de 5to de primaria,
aumentando su rendimiento en
matemáticas
O5. . Las investigaciones en
tecnologías de robótica educativa
en nuestro medio es posible hallar
de manera fácil
O2. Los conceptos de matemáticas
como es la geometría son
aplicadas y demostradas con las
nuevas tecnologías como es un
robot educativo.
O3. Experimentar con el robot educativo
como material didáctico para motivar el
proceso de enseñanza y aprendizaje de
matemáticas en estudiantes de 5to de
primaria en las escuelas públicas, de tal forma
que los educandos se sientan atraídos y
motivados con la idea de aprender jugando
O12 La incorporación de la
robótica educativa es utilizada
para el proceso de enseñanza y
aprendizaje en escuelas públicas.
O11 Insertan las nuevas tecnologías de
robótica educativa en los contenidos
curriculares en las instituciones de
educación primaria en la materia de
matemáticas, de esta forma conocer la
ciencia y la tecnología.
O1. Mejorar la enseñanza y
aprendizaje de matemáticas en 5to
de primaria aplicando la Robótica
Educativa como herramienta
didáctica.
136
A N E X O C
MATRIZ DE PLANIFICACIÓN (MARCO LÓGICO)
TITULO DE LA TESIS: ROBÓTICA EDUCATIVA COMO HERRAMIENTA DIDÁCTICA
PARA LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE MATEMÁTICAS PARA 5to DE PRIMARIA
DURACIÓN PREVISTA: 6 MESES
RESUMEN NARRATIVO INDICADORES
OBJETIVAMENTE
VERIFICABLES
MEDIOS DE
VERIFICACIÓN
SUPUESTOS
FIN O META
El prototipo de robot que
se propone es aplicable
para todos los niños y
niñas de 5to de primaria
y proporciona apoyo al
profesor y al educando
en el proceso de
enseñanza y aprendizaje.
• El robot educativo
como herramienta
de apoyo y de
motivación será
demostrado a los
docentes y
estudiantes a
mediados de
noviembre 2014.
• El prototipo del
robot educativo
es aplicado por
los docentes que
brindan
educación
primaria.
• El prototipo
funciona
correctamente.
PROPÓSITO
Desarrollar un prototipo
de un robot educativo
para niños y niñas de 5to
de primaria, destinado al
proceso de enseñanza y
aprendizajede figuras
geométricas.
• Un prototipo de un
robot educativo es
concluido en el mes
de noviembre del
año 2014.
• Resultados
obtenidos
mediante el
prototipo
• El diseño,
construcción,
programación y
prueba se
ajustan para el
proceso de
enseñanza y
aprendizaje.
PRODUCTOS
1. Proporcionar una
herramienta como
apoyo al profesor y al
educando en el
proceso de
enseñanza y
aprendizaje.
2. Aplicar la
metodología y el
diseño del robot
educativo para niños
de 5to de primaria.
• Una herramienta
diseñada a partir de
técnicas de
investigación
desarrollo y
aplicación
• 4 fases para el
diseño de la robótica
educativa terminado
para el mes de
noviembre del 2014
• Documentos de
los datos
investigados y
diseñados
• Documentos de
los diseños,
construcción y
aplicación del
robot educativo
• Datos
necesarios para
el diseño y
desarrollo del
robot educativo
• Se cuenta con
datos para el
diseño y
desarrollo del
robot educativo
137
ACTIVIDADES
1.1 Revisión bibliográfica
e investigación
1.2 Analizar los datos
recolectados
1.3 Diseñar un robot
educativo
1.4 Construir un robot
educativo
1.5 Programar en un
lenguaje de alto nivel
1.6 Desarrollar la interfaz
del robot y la
computadora
1.7 Diseñar el prototipo
del robot educativo
para el proceso de
enseñanza y
aprendizaje
1.8 Aplicar la robótica
educativa en una de
las instituciones de
nivel primaria.
• Recolección de
datos en fichas,
fotocopias, acceso a
Internet y entrevistas
en 30 días.
• Diseño del robot
educativo para los
estudiantes 20 días
• Realizar un modelo
del robot educativo a
ser transmitido al
estudiante en 5 días
• Reglas y
herramientas que
permitan determinar
el conocimiento del
estudiante en 5 días
• Interacción con el
alumno, incluye
diálogo y diseño de
robot educativo en
10 días
• Un algoritmo del
programa en 20 días
• Fotocopias,
archivos
• Resultados del
análisis de los
datos
• Se cuenta con
fórmulas para el
diseño
• Se cuenta con
fórmulas para el
diseño
• Resultados del
análisis y diseño
• Prototipo
• Se cuanta con
datos sobre la
educación de
niños y niñas de
5to de primaria
• Acceso a
bibliografía
• Disponibilidad
de tipos de
diseño
• Disponibilidad
del diseño del
robot educativo
• Se dispone con
un diseño de
pantallas
• Disponibilidad
del software.
138
ANEXO D
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE CIENCIAS PURAS Y NATURALES
CARRERA DE INFORMÁTICA
Género: Masculino Femenino Edad Grado: 5to Primaria
Lea cuidadosamente cada una de las preguntas, luego marque con una X en la
respuesta que usted considere correcta.
1. ¿Puedes responder los conceptos de las figuras geométricas (recta,
cuadriláteros, triángulos y circunferencia)?
Nada Poco Regular Bastante Mucho
2. ¿Conoces la clasificación de los cuadriláteros y triángulos?
Nada Poco Regular Bastante Mucho
3. ¿Puede mencionar los nombres de polígonos según su número de lado?
Nada Poco Regular Bastante Mucho
4. ¿Conoces un juguete con piezas para representar figuras geométricas y
realizar las medidas del mismo?
Nada Poco Regular Bastante Mucho
5. ¿Conoces un robot móvil que pueda dibujar figuras geométricas en un plano?
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6. ¿Sabes que es un Robot Educativo?
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7. ¿Sabes cómo se puede estudiar matemáticas con un robot?
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8. ¿Te gustaría construir y programar un robot educativo para matemáticas?
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9. ¿Sabes cómo se construye un robot educativo que te ayude en tus estudios?
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10.¿Sabes cómo funciona un robot educativo?
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139
A N E X O E
FOTOGRAFÍAS
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	“ROBÓTICA EDUCATIVA COMO HERRAMIENTA
	DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE
	DE MATEMÁTICAS PARA 5TO DE PRIMARIA”
	PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………………………………………………. 7
	Que sean más ordenados.
	A N E X O A
	ÁRBOL DE PROBLEMAS
	ÁRBOL DE OBJETIVOS
	FIN O META
	PROPÓSITO
	ACTIVIDADES